[감정사 2021년 66번]

유속이 0.25 m/s인 해상에 길이 100 m, 스커트의 깊이가 0.6 m인 오일펜스를 전장하였을 때 부하량은 375 kg·force이었다. 유속이 점차 빨라져 처음 유속의 2배가 되었을 때 오일펜스가 받는 부하량(kg·force)은?

선박에 의한 유류오염 손해배상에 관한 일반적 지식

①375
②750
③1,170
④1,500

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ④ — 오일펜스가 받는 유체 저항 부하량은 유속의 제곱(

v^2

)에 비례하므로, 유속이 2배가 되면 부하량은 4배인 1,500 kg·force가 됩니다.

선지별 오답 이유

① 375는 유속 변화가 전혀 반영되지 않은 기존 부하량 그대로의 값입니다.
② 750은 부하량을 유속에 단순 비례(2배)한다고 잘못 가정한 계산 결과입니다.
③ 1,170은 제곱 비례 관계와 일치하지 않는 잘못된 계산값입니다.
④ 1,500은 유속이 2배가 되었을 때 부하량이 유속의 제곱인 4배( $375 \times 4 = 1500$ )로 증가한 올바른 값입니다.

관련 개념

유체가 흐르는 해상에서 오일펜스가 받는 유체역학적 부하량(항력)은 유체의 밀도, 투영 면적, 항력계수 및 유속의 제곱에 비례합니다.
항력 공식

F = \frac{1}{2} C_D \rho A v^2

에서 알 수 있듯이, 다른 조건이 일정할 때 부하량은 유속

v

의 제곱에 비례하여 증가합니다.
따라서 유속이 2배로 증가하면 오일펜스에 가해지는 장력과 부하량은

2^2 = 4

배로 늘어납니다.

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

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