2017년05월07일 49번

[기계유체역학]
그림과 같이 폭이 2m, 길이가 3m인 평판이 물속에 수직으로 잠겨있다. 이 평판의 한쪽 면에 작용하는 전체 압력에 의한 힘은 약 얼마인가?

① 88kN
② 176kN
③ 265kN
④ 353kN

(정답률: 62%)

문제 해설

해당 평판에 작용하는 전체 압력은 물의 밀도와 수심에 비례하므로, 수심이 깊어질수록 압력이 증가한다. 이 문제에서는 수심이 2m 이므로, 물의 밀도 1000kg/m³과 중력 가속도 9.8m/s²을 이용하여 압력을 구할 수 있다.

압력 = 밀도 × 중력 가속도 × 수심 = 1000 × 9.8 × 2 = 19600 Pa

이 압력이 평판의 면적에 작용하므로, 평판에 작용하는 힘은 다음과 같이 구할 수 있다.

힘 = 압력 × 면적 = 19600 × 6 = 117600 N = 117.6 kN

하지만 이 힘은 평판에 작용하는 수직 방향의 힘일 뿐이므로, 평판이 받는 전체 힘은 이 값의 2배인 235.2 kN이다. 따라서 보기에서 가장 가까운 값인 "265kN"이 정답이 된다.

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