2007년03월04일 41번
[기계유체역학] 아래 그림과 같이 폭이 3m이고, 높이가 4m인 수문의 상단이 수면 아래 1m에 놓여있다. 이 수문에 작용하는 압력에 의한 외력의 작용점은 수면 아래로 몇 m 인가?
- ① 4.77 m
- ② 3.44 m
- ③ 2.36 m
- ④ 1.86 m
(정답률: 28%)
문제 해설
수문에 작용하는 압력은 수면 아래 1m의 물의 무게에 의해 결정된다. 따라서 압력의 크기는 밀도 x 중력가속도 x 높이 = 1000 kg/m^3 x 9.8 m/s^2 x 1m = 9800 N/m^2 이다. 이 압력이 수문에 작용하는 외력이며, 이 외력의 작용점은 수문의 중심에 위치한다고 가정할 수 있다. 따라서 수문의 중심이 수면 아래로 1m + 4m/2 = 3m 위치에 있으므로, 외력의 작용점도 동일한 위치인 3m 아래에 위치한다. 이에 따라 정답은 "3.44 m"이다.
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