[검량사 2021년 4번]

선박 복원성과 메타센터 높이에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
선박의 구조 및 흘수계산방법
  1. ①초기 복원력은 배수량과 부력이 크기가 같을 때, 반대 방향의 짝힘(couple)으로 작용한다.
  2. ②배수량이 일정한 경우 메타센터 높이에 따라 결정된다.
  3. ③선박의 복원력은 배수량 상태와 선내 중량화물의 배치와 무관하다.
  4. ④선박이 전복되지 않기 위해서는 양(+)의 메타센터 높이를 확보해야 한다.

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ③ — 선박의 복원력은 배수량 및 중량화물 적재 위치에 따른 무게중심(GG)의 변화와 직결되므로 화물 배치와 무관하다는 설명은 틀렸습니다.

선지별 오답 이유

  • ① 선박이 경사졌을 때 중력(배수량)과 부력은 크기가 같고 방향이 반대인 우력(짝힘, couple)을 형성하여 원위치로 되돌리려는 복원 모멘트를 만듭니다.
  • ② 초기 복원 모멘트 식 W⋅GMsin⁡θW \cdot GM \sin\theta에서 배수량 WW가 일정하면 복원력의 크기는 메타센터 높이 GMGM의 값에 비례하여 결정됩니다.
  • ③ 선내 화물 배치는 선박의 무게중심 높이 KGKG를 바꾸고 배수량 상태는 부심 KBKB 및 메타센터 KMKM 위치를 바꾸므로, 복원력은 화물 배치 및 배수량 상태와 매우 밀접한 관계를 가집니다. 따라서 무관하다고 한 설명은 잘못되었습니다.
  • ④ 메타센터 MM이 무게중심 GG보다 위에 위치하는 양(+)의 GMGM을 가져야 선박이 기울어졌을 때 원위치로 복원되는 우력이 발생하여 전복을 방지할 수 있습니다.

관련 개념

선박 복원력은 선체가 외력에 의해 경사졌을 때 원래의 평형 상태로 되돌아오려는 모멘트입니다.
소경사각에서 복원 모멘트는 복원정 GZ=GMsin⁡θGZ = GM \sin\theta와 배수량 WW의 곱인 W⋅GMsin⁡θW \cdot GM \sin\theta로 표현됩니다.
선박의 무게중심 위치 KGKG는 화물 배치에 따라 직접적으로 변화하므로, 적화 상태는 메타센터 높이 GMGM과 복원력에 결정적인 영향을 미칩니다.

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

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