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그림과 같이 비중량이 \gamma인 유체에 잠겨있고 면적이 A인 평면에… | [소방설비산업기사(기계분야) 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[소방설비산업기사(기계분야) 필기] 17년 2회차
그림과 같이 비중량이 γ\gamma인 유체에 잠겨있고 면적이 A인 평면에 작용하는 힘은?
문제 이미지
1
12γhA\dfrac{1}{2}\gamma h A
2
hA2γ\dfrac{hA}{2\gamma}
3
hAγ\dfrac{hA}{\gamma}
4
γhA\gamma h A
해설

그림에는 자유표면 아래 깊이 h인 곳에 수평으로 놓인 평면판이 있고, 유체의 비중량은 γ, 평면의 면적은 A로 주어져 있다.

정지 유체 속 한 점의 계기압력은 깊이에 비례해 P=γhP = \gamma h 이며, 그림의 평면은 전체가 같은 깊이 h에 놓여 있으므로 판 전면에 걸쳐 압력이 균일하다.

따라서 평면에 작용하는 전압력은 압력에 면적을 곱한 F=PA=γhAF = P A = \gamma h A 가 된다.

여기에 12\tfrac{1}{2} 이 붙는 식은 수면에서 깊이 h까지 잠긴 연직 평면처럼 압력이 0에서 γh까지 선형으로 변하는 경우에 쓰는 것이므로, 판 전체의 깊이가 일정한 이 그림에는 해당하지 않는다.

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