배수량이 50,000 ton, 횡 메터센터높이(GM)가 100 cm인 선박이 횡 방향으로 7도 기울었을 때, 초기 복원력은 약 몇 tonㆍm인가? (단, tan7°=0.123, sin7°=0.122, cos7°=0.993 이다.)
전문분야의 해당과목
①4,965
②6,100
③6,150
④6,200
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정답 ② — 선박의 초기 복원력 모멘트는 RM=W×GM×sinθ로 계산되므로, 100 cm=1.0 m와 sin7∘=0.122를 대입하여 50,000×1.0×0.122=6,100 ton⋅m가 산출됩니다.
선지별 오답 이유
①배수량에 횡 메터센터높이 단위 환산 오류를 범하고 cos7∘를 곱했을 때 나오는 수치로, 복원정 산출 공식과 맞지 않아 옳지 않습니다.
②횡 메터센터높이 100 cm=1.0 m를 적용하고 복원정 공식 GZ=GMsin7∘에 따라 50,000×1.0×0.122=6,100 ton⋅m로 정확하게 계산되었으므로 정답입니다.
③삼각비 중 sin7∘ 대신 tan7∘인 0.123을 잘못 곱한 수치(50,000×1.0×0.123=6,150)이므로 옳지 않습니다.
④주어진 삼각비 계산과 무관한 단순 오답 수치이므로 옳지 않습니다.
관련 개념
선박의 경사각이 약 10∘∼15∘ 이내인 미소 경사 상태에서는 메터센터(M)의 위치가 거의 일정하게 유지되어 초기 복원성 이론이 적용됩니다. 이때의 복원정(Righting arm) 길이는 GZ=GMsinθ로 정의되며, 복원력 모멘트(Righting Moment)는 선박의 배수량(W)과 복원정(GZ)의 곱으로 산출됩니다. 따라서 길이 단위(cm를 m로)를 일치시킨 후 올바른 삼각함수인 sinθ를 적용하는 것이 핵심입니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과