[검량사 2019년 5번]

배수량 30,000 ton, KM = 18.0 m, KG = 15.0 m인 선박이 6° 경사하였을 때 복원력은?
(단, cos 6° = 0.995, sin 6° = 0.105)
선박의 구조 및 흘수계산방법
  1. ①9,450 t · m
  2. ②47,250 t · m
  3. ③56,700 t · m
  4. ④89,550 t · m

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ① — 선박의 메타센터 높이 GMGM은 KM−KG=3.0 mKM - KG = 3.0\text{ m}이며, 미소 경사 시 복원력은 W⋅GM⋅sin⁡θW \cdot GM \cdot \sin\theta로 계산하므로 30,000×3.0×0.105=9,450 t⋅m30,000 \times 3.0 \times 0.105 = 9,450\text{ t}\cdot\text{m}가 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 메타센터 높이 GM=18.0 m−15.0 m=3.0 mGM = 18.0\text{ m} - 15.0\text{ m} = 3.0\text{ m}이며, 경사각에 따른 복원정 GZ=3.0 m×0.105=0.315 mGZ = 3.0\text{ m} \times 0.105 = 0.315\text{ m}입니다. 여기에 배수량 30,000 ton30,000\text{ ton}을 곱하면 9,450 t⋅m9,450\text{ t}\cdot\text{m}가 산출되므로 옳습니다.
  • ② 메타센터 높이 대신 무게중심 높이 KGKG를 그대로 대입하여 30,000×15.0×0.10530,000 \times 15.0 \times 0.105로 잘못 계산한 수치이므로 옳지 않습니다.
  • ③ 메타센터 높이 GMGM 대신 기선에서 메타센터까지의 높이인 KMKM을 대입하여 30,000×18.0×0.10530,000 \times 18.0 \times 0.105로 잘못 계산한 결과이므로 옳지 않습니다.
  • ④ 복원정 산출 시 sin⁡6∘\sin 6^\circ 대신 cos⁡6∘\cos 6^\circ를 적용하여 30,000×3.0×0.99530,000 \times 3.0 \times 0.995로 잘못 계산한 수치이므로 옳지 않습니다.

관련 개념

선박이 미소 각도로 경사할 때 발생하는 복원모멘트(Righting Moment, RMRM)는 배수량(WW)과 복원정(GZGZ)의 곱으로 구해집니다.
초기 횡메타센터 높이(GMGM)는 횡메타센터 위치(KMKM)에서 중심 높이(KGKG)를 감한 값(GM=KM−KGGM = KM - KG)으로 결정됩니다.
미소 경사각(θ\theta) 범위에서 복원정은 GZ=GM⋅sin⁡θGZ = GM \cdot \sin\theta로 근사되므로, 최종 복원력은 RM=W⋅GM⋅sin⁡θRM = W \cdot GM \cdot \sin\theta 공식을 통해 산출할 수 있습니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과

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