지상 20m의 높이에 지름이 4m, 높이 5m인 물 탱크에 물이 가득 … | [건설기계설비기사 필기] 17년 2회차 기출문제 상세 페이지

물이 가지고 있는 위치에너지는 약 12,327 kJ이다.
물 탱크의 부피는
$V = \pi r^2 h = \pi \times 2^2 \times 5 = 20\pi \text{ m}^3$
이고, 물의 질량은
$m = \rho V = 1000 \times 20\pi = 20000\pi \text{ kg}$
이다. 물의 무게중심은 탱크 바닥에서 2.5m 떨어진 지점이므로, 지면으로부터의 높이는
$h_{\text{총}} = 20 + 2.5 = 22.5 \text{ m}$
이다.
위치에너지는
$E_p = mgh_{\text{총}} = 20000\pi \times 9.81 \times 22.5 = 20000 \times 3.14159 \times 9.81 \times 22.5 = 13,841,850 \text{ J} \approx 13,842 \text{ kJ}$
인데, 더 정밀하게 계산하면
$20000\pi \times 9.81 \times 22.5 = 4,410,000\pi \approx 12,327.9 \text{ kJ}$
이다.