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1[일반기계기사 필기] 21년 2회차
한 변이 2m인 위가 열려있는 정육면체 통에 물을 가득 담아 수평방향으로 9.8m/s2의 가속도로 잡아당겼을 때 통에 남아 있는 물의 양은 약 몇 m3인가?
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해설
수면이 45°로 기울어져 물의 절반이 쏟아지므로 통에 남는 물은 4 m³이다.
수평 가속을 받는 액체의 자유표면 기울기는 tanθ = ax/g이고, 그림처럼 ax = 9.8 m/s²이면 tanθ = 9.8/9.8 = 1, 즉 45°가 된다.
통의 한 변이 2 m이므로 수면은 2 m를 지나는 동안 2 m만큼 낮아진다. 결국 가속 방향 앞쪽 벽에서 수심 0, 뒤쪽 벽에서 수심 2 m가 되어 물은 단면이 직각삼각형인 삼각기둥 모양으로 남는다.
V = (1/2 × 2 × 2) × 2 = 4 m³. 처음 가득 찼을 때가 2³ = 8 m³이므로 정확히 절반이 남는 셈이다.
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