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1[건설기계설비기사 필기] 18년 3회차
개방된 물탱크 속에 지름 1 m의 원판이 잠겨있다. 이 원판의 도심이 자유표면보다 1 m 아래쪽에 있고, 수평 상태로 있다. 이때 도심의 깊이를 바꾸지 않은 상태에서 원판을 수직으로 세우면 원판의 한쪽 면이 받는 정수력학적 합력의 크기와 합력의 작용점은 어떻게 달라지는가? (단, 평판의 두께는 무시한다.)
1
합력의 크기는 커지고 작용점은 도심 아래로 내려간다.
2
합력의 크기는 안변하고 작용점은 도심 아래로 내려간다.
3
합력의 크기는 커지고 작용점은 안변한다.
4
합력의 크기와 작용점 모두 안변한다.
해설

정수력학적 합력은 F=γhcAF = \gamma h_c A로 도심의 깊이에만 좌우된다. 원판을 수직으로 세워도 도심의 깊이가 그대로 1 m로 유지되므로 합력의 크기는 변하지 않는다.

다만 수직 상태에서는 깊이에 따라 압력이 선형으로 변하므로 압력분포가 아래쪽으로 치우쳐, 합력의 작용점(압력중심)은 ycp=yc+IcycAy_{cp}=y_c+\dfrac{I_c}{y_c A}에 의해 도심보다 아래쪽으로 이동한다.

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