토목기사 압력의 정의 — 정수압의 방향과 적용 조건

압력과 힘을 갈라 둔다. 압력은 단위면적당 작용하는 힘이고, 어떤 면 전체에 작용하는 힘은 그 면의 압력에 면적을 곱한 전수압이다. 재료의 문항도 「여기서 수압이란 단위면적당 압력을 의미한다」고 못 박은 뒤 전수압을 묻는다. 압력과 전수압을 같은 것으로 본 선지가 오답이다.

방향이 정해져 있다. 정지한 유체가 접촉면에 작용하는 힘은 면에 수직으로 작용하고, 면에 나란한 접선 방향 성분은 없다. 정지 상태에서는 전단응력이 0이기 때문이다. 그래서 「정수압은 면에 수직으로 작용한다」가 옳고, 수면에 대해서만 수평이거나 수직이라는 식으로 한정한 선지가 오답이다.

적용 조건이 따로 있다. 정수압의 이론은 전단응력이 0인 상태, 곧 유체 입자 사이에 상대 운동이 없는 경우에 적용된다. 겉으로 고요해 보이는지만 보는 것이 아니라 입자 사이 상대 변형이 있는지를 본다. 흐르는 상태나 입자가 서로 미끄러지는 상태에 정수압 이론을 그대로 적용한 선지가 오답이다.

곡면에서는 두 방향으로 나누어 정의한다. 잠긴 곡면에 작용하는 수평분력은 그 곡면을 연직 평면에 투영한 면적에 작용하는 정수압과 같고, 연직분력은 그 곡면을 밑면으로 하는 물기둥의 무게와 같다. 두 분력의 정의를 서로 바꾸어 놓은 선지가 오답이다. 실제 계산은 [정수압 분포] 카드에서 다룬다.

단위는 압력의 단위로 적는다. 재료의 문항은 kgf/cm²나 kg/cm² 꼴을 쓰므로, 힘의 단위(kgf)와 압력의 단위(kgf/cm²)를 섞어 적은 선지가 오답이다.