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1[일반기계기사 필기] 17년 1회차
그림과 같은 (1), (2), (3), (4)의 용기에 동일한 액체가 동일한 높이로 채워져 있다. 각 용기의 밑바닥에서 측정한 압력에 관한 설명으로 옳은 것은? (단, 가로 방향 길이는 모두 다르나, 세로 방향 길이는 모두 동일하다.)
1
(2)의 경우가 가장 낮다.
2
모두 동일하다.
3
(3)의 경우가 가장 높다.
4
(4)의 경우가 가장 낮다.
해설
바닥 압력은 액체의 깊이에만 좌우되므로 네 용기 모두 같다.
그림의 용기는 각각 폭 2b의 직사각형, 폭 b의 직사각형, 위 2b·아래 b로 좁아지는 사다리꼴, 위 b·아래 2b로 넓어지는 사다리꼴이지만 액면에서 바닥까지의 높이가 모두 동일하고 액체도 같다.
정수압은 P = ρgh(= γh)로 폭·부피·담긴 액체의 무게와 무관하다. 벽이 기울어져 있어도 수직 깊이만 같으면 바닥 압력이 같아지는 이 성질을 수력학적 역설이라 한다.
다만 바닥이 받는 전압력(힘)은 P×A이므로 바닥 면적이 넓은 용기일수록 크다. 문제는 힘이 아니라 압력을 묻고 있으므로 면적 차이는 답에 영향을 주지 않는다.
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