선박의 배수량과 복원성에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
전문분야의 해당과목- ①선박이 부양상태를 유지하는 것은 선체의 중량과 부력이 동일한 때이다.
- ②선박의 중량은 물속에 잠긴 선체의 부피가 밀어낸 물의 무게와 같다.
- ③선박 배수량은 물속에 잠긴 선체의 부피와 해수 비중량의 곱으로 구할 수 있다.
- ④선박의 중심이 메타센터의 아래에 위치하면 복원 모멘트가 형성되지 않는다.
선지를 골라 바로 채점해 보세요.
정답 ④ — 선박의 무게중심()이 메타센터() 아래에 위치해야 메타센터 높이()가 양수가 되어 배가 기울어졌을 때 원래대로 되돌아오는 안정적인 복원 모멘트가 형성됩니다. 따라서 모멘트가 형성되지 않는다고 설명한 선지가 옳지 않습니다.
선지별 오답 이유
- ① 부양 상태 유지 조건: 아르키메데스의 원리에 따라 정지 상태로 물에 떠 있는 부유체는 선체 전체의 중력(중량)과 수압에 의한 연직 상향력(부력)의 크기가 동일해야 평형을 이룹니다.
- ② 밀어낸 물의 무게와 선체 중량의 관계: 부양 중인 선박의 자중 및 적재 중량을 합한 총중량은 수면 아래 잠긴 선체 부피만큼 배제된 유체의 총무게와 정확히 일치합니다.
- ③ 배수량 산정식: 배수량()은 선체가 밀어낸 유체의 배수 용적()에 해당 해수의 단위부피당 무게인 비중량()을 곱하여 계산할 수 있습니다().
- ④ 중심과 메타센터의 위치 관계: 선박의 무게중심()이 메타센터()의 아래쪽에 위치해야 메타센터 높이()가 양의 값을 가져 선박이 기울어졌을 때 원래 직립 상태로 복원하려는 모멘트가 유효하게 형성됩니다. 중심이 메타센터 아래에 위치할 때 복원 모멘트가 생기지 않는다는 설명은 명백히 잘못되었습니다.
관련 개념
선박이 물 위에 안정적으로 떠 있으려면 선박 전체의 중량과 선체가 밀어낸 물의 부력이 수직선상에서 평형을 이루어야 합니다.
선박이 미소각도로 기울어졌을 때 부력 작용선과 중심선이 만나는 교점을 메타센터()라고 하며, 무게중심()과의 상대적 위치 관계가 선박의 복원성을 결정합니다.
메타센터가 무게중심보다 위쪽에 위치하여 메타센터 높이()가 양수()일 때 선박을 원래대로 되돌리려는 정복원 모멘트가 발생합니다.
선박이 미소각도로 기울어졌을 때 부력 작용선과 중심선이 만나는 교점을 메타센터()라고 하며, 무게중심()과의 상대적 위치 관계가 선박의 복원성을 결정합니다.
메타센터가 무게중심보다 위쪽에 위치하여 메타센터 높이()가 양수()일 때 선박을 원래대로 되돌리려는 정복원 모멘트가 발생합니다.
출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과