지름 4m 의 원형수문이 수면과 수직방향이고 그 최상단이 수면에서 3.… | [건설기계설비기사 필기] 21년 1회차 기출문제 상세 페이지

수문에 작용하는 전압력은 약 677kN, 수면에서 작용점까지의 거리는 약 5.68m이다.
그림의 수문은 지름 D = 4m인 원판이고 최상단이 수면 아래 3.5m에 있으므로, 도심 깊이는 h̄ = 3.5 + D/2 = 3.5 + 2 = 5.5m이고 면적은 $A=\dfrac{\pi D^{2}}{4}=\dfrac{\pi\times 4^{2}}{4}=12.57\,\mathrm{m^2}$이다.
전압력은 도심에서의 압력에 면적을 곱해 구한다.
$F=\gamma\,\bar{h}\,A=9.8\times 5.5\times 12.57\approx 677\,\mathrm{kN}$
작용점은 도심보다 항상 아래에 있으며, 원형 단면의 $I_G=\dfrac{\pi D^{4}}{64}=\dfrac{\pi\times 4^{4}}{64}=12.57\,\mathrm{m^4}$를 써서
$x=\bar{h}+\dfrac{I_G}{\bar{h}A}=5.5+\dfrac{12.57}{5.5\times 12.57}=5.5+0.18\approx 5.68\,\mathrm{m}$
즉 도심보다 약 0.18m 더 깊은 곳에 합력이 작용한다.