그림과 같이 지름 3m, 길이 8m인 수로의 드럼게이트에 작용하는 전수… | [토목기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

전수압이 수문(원호 ABC)에 작용하는 지점의 수심은 약 2.43m이다.
그림에서 지름 3m(반지름 r=1.5m) 원의 꼭대기 A가 수면, 왼쪽 끝이 B, 밑점 C가 수로 바닥이고 게이트 길이는 8m 이다.
수평분력 PH = whGA = 9.81 × 1.5 × (3 × 8) = 353.2kN
연직분력 PV = w × (반원 면적 × 길이) = 9.81 × (π × 1.5²/2) × 8 = 277.4kN (반원 부피만큼의 부력이라 위로 작용)
합력이 수평과 이루는 각은
tanθ = 277.4 / 353.2 = 0.785 → θ = 38.1°
원통면에 작용하는 압력은 모두 원 중심을 향하므로 합력의 작용선도 원 중심(수심 1.5m)을 지난다. 그 선이 수문과 만나는 점의 수심은
h = 1.5 + 1.5 × sin38.1° = 1.5 + 0.93 = 2.43m