체적 0.2 m3인 물체를 물속에 잠겨 있게 하는데 300 N의 힘이 … | [건설기계설비기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 18년 3회차

체적 0.2 m³인 물체를 물속에 잠겨 있게 하는데 300 N의 힘이 필요하다. 만약 이 물체를 어떤 유체 속에 잠겨 있게 하는데 200 N의 힘이 필요하다면 이 유체의 비중은 약 얼마인가?

0.79

0.86

0.91

0.95

해설

비중은 약 0.95이다.
물체가 유체보다 가벼워 뜨려는 성질이 있으므로, 완전히 잠기게 하려면 부력에서 물체 무게를 뺀 만큼의 힘으로 눌러야 한다. 즉  $F = F_B - W$  관계가 성립한다.
물속에서:  $F_{B,water} = \rho_w g V = 1000 \times 9.8 \times 0.2 = 1960\ \mathrm{N}$ 이므로  $W = 1960 - 300 = 1660\ \mathrm{N}$ 이다.
다른 유체에서:  $F_{B,fluid} = W + 200 = 1860\ \mathrm{N}$ 이므로 비중  $= \dfrac{F_{B,fluid}}{F_{B,water}} = \dfrac{1860}{1960} \approx 0.95$ 이다.

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