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1[소방설비기사-기계] 가끔 나오는 문제 · 최근 10회 중 1회 (463)

출제 23-2/19-1
그림과 같은  $1/4$ 원형의 수문(水門)  $AB$ 가 받는 수평성분 힘 $(F_H)$ 과 수직성분 힘 $(F_V)$ 은 각각 약 몇  $kN$ 인가? (단, 수문의 반지름은  $2m$ 이고, 폭은  $3m$ 이다.)

 $F_H = 58.8,\ F_V = 46.2$

 $F_H = 24.4,\ F_V = 46.2$

 $F_H = 58.8,\ F_V = 92.4$

 $F_H = 24.4,\ F_V = 92.4$

해설

수평분력은 곡면을 연직면에 투영한 면에 작용하는 힘이므로  $F_H=\gamma \bar{h} A = 9.8\times 1 \times (2\times 3)=58.8$  kN 이다(투영면 높이 2m, 도심깊이 1m). 수직분력은 곡면 위에 놓인 물기둥의 무게와 같으므로  $F_V=\gamma V=9.8\times\left(\dfrac{\pi \times 2^{2}}{4}\right)\times 3 \approx 92.4$  kN 이다. 따라서 수평성분 힘과 수직성분 힘은 각각  $F_H = 58.8,\ F_V = 92.4$  kN이다.

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