그림과 같은 수문(ABC)에서 A점은 힌지로 연결되어 있다. 수문을 그… | [일반기계기사 필기] 20년 3회차 기출문제 상세 페이지

수문을 닫힌 상태로 유지하는 데 필요한 힘은 약 52.3 kN이다.
수문 폭은 2m이고, 수직판 BC는 높이 2m로 수면에서 B까지 잠겨 있다. 여기에 걸리는 수평 정수압력은 FBC = ρg·h̄·A = 9,810 × 1 × (2×2) = 39.24 kN, 작용점은 수면 아래 4/3 m이므로 힌지 A와 같은 높이인 B에서 2/3 m 위다.
수평판 AB(길이 2m)는 수심 2m에 놓여 균일 압력 p = 9,810 × 2 = 19.62 kPa를 받으므로 FAB = 19.62 × (2×2) = 78.48 kN이고, 작용점은 A에서 1 m 떨어진 판 중앙이다.
힌지 A에 대한 모멘트 균형을 세우면
F × 2 = 39.24 × (2/3) + 78.48 × 1 = 26.16 + 78.48 = 104.64 kN·m
∴ F = 104.64 / 2 ≒ 52.3 kN