남극 바다에 비중이 0.917인 해빙이 떠 있다. 해빙의 수면 위로 나… | [일반기계기사 필기] 22년 2회차 기출문제 상세 페이지

해빙이 물에 떠 있을 때 부력 평형 조건을 적용한다. 해빙의 전체 체적을 $V$, 수면 위 체적을 $V_{\text{above}} = 40 \text{ m}^3$, 수면 아래 체적을 $V_{\text{below}}$라 하면, 부력 = 무게에서
$\rho_{\text{수}} \cdot g \cdot V_{\text{below}} = \rho_{\text{빙}} \cdot g \cdot V$이다.
$V = V_{\text{above}} + V_{\text{below}}$를 이용하면
$1.025 \cdot V_{\text{below}} = 0.917 \cdot (40 + V_{\text{below}})$이므로
$1.025 \cdot V_{\text{below}} - 0.917 \cdot V_{\text{below}} = 0.917 \times 40$,
$0.108 \cdot V_{\text{below}} = 36.68$,
$V_{\text{below}} = 339.63 \text{ m}^3$이다.
전체 체적은 $V = 40 + 339.63 = 379.63 \text{ m}^3$이고, 해빙의 무게는
$W = 0.917 \times 379.63 \times 9.8 = 0.917 \times 3720.174 \approx 3410 \text{ kN}$이다.
따라서 답은 약 3414 kN이다.