그림과 같이 물 속에 수직으로 설치된 넓이 2m×3m 의 수문을 올리는… | [토목기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지
1[토목기사 필기] 19년 2회차
그림과 같이 물 속에 수직으로 설치된 넓이 2m×3m 의 수문을 올리는데 필요한 힘은? (단, 수문의 물 속 무게는 1960N 이고 수문과 벽면사이의 마찰계수는 0.25이다.)
1
5.45 kN
2
53.4 kN
3
126.7 kN
4
271.2 kN
해설
수문을 올리는 데 필요한 힘은 약 53.4 kN이다.
그림에서 수면부터 수문 상단까지가 2 m, 수문 자체 높이가 3 m이므로 수문 도심의 수심은 hG = 2 + 3/2 = 3.5 m이고, 수문 넓이는 A = 2 × 3 = 6 m²이다.
수문에 작용하는 전수압
P = γ·hG·A = 9.81 × 3.5 × 6 = 206.0 kN
벽면 마찰력 F = μP = 0.25 × 206.0 = 51.5 kN수문을 끌어올리려면 마찰력과 물속 자중을 함께 이겨야 하므로
T = F + W = 51.5 + 1.96 = 53.4 kN
물속 무게 1960 N을 빠뜨리거나 전수압 자체를 답으로 쓰면 크게 어긋난다.
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