관광용 잠수함의 벽면에 지름 30cm 인 원형의 창문을 수직방향으로 설… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 17년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 17년 3회차

관광용 잠수함의 벽면에 지름 30cm 인 원형의 창문을 수직방향으로 설치하려 한다. 잠수함은 30m까지 잠수할 수 있고, 잠수함의 내부는 대기압으로 유지되고 있다면 이 창문이 지탱하도록 설계하려면 최소한 몇 kN의 힘을 견딜 수 있게 설계해야 하는가? (단, 해수의 밀도는 1025kg/m³이다.)

5.33

53.3

2.13

21.3

해설

창문에 작용하는 힘은 $F = \rho g h A$ 로 구하며, 여기서 h는 창문 중심까지의 수심, A는 창문의 단면적이다.

지름 30cm인 원형 창문의 면적은 $A = \pi(0.15)^2 \approx 0.0707\,m^2$ 이고, 수심 30m, 해수 밀도 1025 kg/㎥를 대입하면 $F = 1025 \times 9.8 \times 30 \times 0.0707 \approx 21.3 \times 10^3$ N, 즉 약 21.3 kN으로 계산된다.

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