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밀도가 800kg/m3인 원통형 물체가 그림과 같이 1/3이 수면 위에… | [건설기계설비기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 2회차
밀도가 800kg/m3인 원통형 물체가 그림과 같이 1/3이 수면 위에 떠있는 것으로 관측되었다. 이 액체의 비중은 약 얼마인가?
문제 이미지
1
0.2
2
0.67
3
1.2
4
1.5
해설

이 액체의 비중은 약 1.2이다.

그림에서 원통형 물체는 수면 위로 HH, 수면 아래로 2H2H가 잠겨 있다. 전체 높이 3H3H 중 1/31/3이 노출되고 2/32/3가 잠긴 상태이므로, 잠긴 체적은 물체 체적의 2/32/3이다.

부력이 물체 무게와 같다는 조건에서
ρ물체 Vg=ρ액체(23V)g\rho_{\text{물체}}\,V g=\rho_{\text{액체}}\left(\tfrac{2}{3}V\right)g
ρ액체=32×800=1200 kg/m3\rho_{\text{액체}}=\dfrac{3}{2}\times800=1200\,\mathrm{kg/m^3}
S=12001000=1.2S=\dfrac{1200}{1000}=1.2

물체가 일부만 잠겨 뜨려면 액체가 물체보다 무거워야 하므로 비중은 반드시 800/1000=0.8800/1000=0.8보다 커야 한다. 0.2나 0.67처럼 1보다 작은 값은 이 조건만으로도 걸러진다.

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