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공기 중에서 질량이 166kg인 통나무가 물에 떠 있다. 통나무에 납을… | [일반기계기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 17년 1회차
공기 중에서 질량이 166kg인 통나무가 물에 떠 있다. 통나무에 납을 매달아 통나무가 완전히 물속에 잠기게 하고자 하는데 필요한 납(비중:11.3)의 최소질량이 34kg 이라면 통나무의 비중은 얼마인가?
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0.600
2
0.670
3
0.817
4
0.843
해설

통나무가 완전히 잠기는 조건에서 부력과 전체 무게가 같아지며, 통나무의 비중은 약 0.843이다.

납의 부피는 Vlead=3411.3×10000.00301 m3V_{lead}=\dfrac{34}{11.3\times1000}\approx0.00301\ \mathrm{m^3}이며, 완전 잠김 조건은 ρw(Vlog+Vlead)=mlog+mlead\rho_w(V_{log}+V_{lead})=m_{log}+m_{lead}이다.

여기서 Vlog=166+3410000.003010.197 m3V_{log}=\dfrac{166+34}{1000}-0.00301\approx0.197\ \mathrm{m^3}이므로, 통나무의 비중은 S=mlog1000×Vlog=1661970.843S=\dfrac{m_{log}}{1000\times V_{log}}=\dfrac{166}{197}\approx0.843이 된다.

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