요트의 전진 원리, dinghy요트의 원리

생활 TIP

요트의 전진 원리, dinghy요트의 원리

오래충분 2022. 1. 30. 14:15

① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ ⑬ ⑭ ⑮ ⑯ ⑰ ⑱ ⑳ ⑲

2018년 지방직 시험 문제 및 각종 시험에 활용된 문제임.

요트 중에서도 엔진과 선실을 갖추지 않은 1～2인용 딩기 (dinghy)는 단연 요트의 백미라고 할 수 있다. 딩기는 엔진이 없 기에 오로지 바람에 의지해 나아가는 요트다. 그러므로 배 다루 는 기술도 중요하지만 바람과 조화를 이루고 그 바람을 어떻게 타느냐에 따라 속도가 달라진다. 배는 바람을 받고 앞으로 전진하는 게 상식이다. 그러나 요트 는 맞바람이 불어도 거뜬히 전진할 수 있다. 도대체 요트에 어떤 비밀이 숨어 있는 걸까? 해답은 삼각형 모양의 지브세일(jib sail)에 숨어 있다. 바람에 평행하게 맞춘 돛이 수직 방향으로 부 풀어 오르면 앞뒤로 공기의 압력이 달라진다.

요트의 추진력은 돛이 바람을 받을 때 생기는 풍압과 양력에 의하여 생긴다. 따라서 요트의 추진 원리를 이해하기 위해서는 풍압이 추진력의 주(主)가 되는 풍하범주(風下帆舟)와, 양력이 주(主)가 되는 풍상범주(風上帆舟)를 구분하여야 한다.

요트가 바람을 뒤쪽에서 받아 주행하는 풍하범주의 경우에는 바람에 의한 압력이 돛을 경계로 하여 풍상 측에서 높고 풍하 측에서 낮게 된다. 따라서 압력이 높은 풍상 측에서 압력이 낮은 풍하 측으로 나아가려는 힘이 발생하는데 이 힘을 총합력이라고 한다. 이 총합력의 힘은 평행사변형 법칙에 의하여 요트를 앞으 로 추진시키는 전진력과 옆으로 밀리게 하는 횡류력으로 분해될 수 있다. 센터보드나 킬(keel)과 같은 횡류방지장치에 의하여 횡 류를 방지하면서 전진력을 이용하여 앞으로 나아갈 수 있게 된다.

요트가 바람을 거슬러 올라가는 풍상범주의 경우는 비행기 날 개에서 양력이 발생하여 비행기가 뜨게 되는 원리와 동일한 원 리에 의하여 요트가 추진하게 된다. 베르누이의 정리에 의하면 유체의 속도가 빠르면 압력이 낮아지고, 속도가 느리면 압력이 높아진다. 비행기 날개와 비슷한 모양을 하고 있는 돛의 주위에 공기가 흐를 때 돛을 경계로 하여 풍상 측의 공기 속도는 느려 지고 풍하 측의 공기 속도는 빨라진다. 그러므로 베르누이의 정 리에 의하여 풍하 측으로 흡인력이 발생하게 되는데 이것이 총 합력이 된다. 이 총합력은 풍하범주의 경우와 마찬가지로 전진 력과 횡류력으로 분해된다. 횡류력은 요트를 옆 방향으로 미는 힘으로서 센터보드 등의 횡류방지장치에 의하여 상쇄된다. 따라 서 요트는 전진력에 의하여 앞으로 나아갈 수 있게 된다.

① 딩기는 순풍이 불 때는 횡류력으로, 역풍이 불 때는 전진력으로 나아간다. (X)
② 센터보드나 킬로 인해 요트는 옆으로 가지 않고 앞으로 나아갈 수 있게 된다.
③ 풍하범주는 풍압이 추진력의 주(主)가 되며, 풍상범주는 양력이 추진력의 주가 된다.
④ 요트가 바람을 등지고 갈 때는 풍압에 의존하고, 맞바람을 받고 갈 때는 양력에 의존하게 된다.
⑤ 센터보드와 킬은 힘의 상쇄효과를 발휘하여, 요트가 앞으로 전진하는 데 도움을 준다.
⑥ 베르누이의 정리를 활용하여 요트의 힘의 원리를 증명할 수 있는 것은 풍상번주이다.

풀이: 4문단에 제시된 정보를 바탕으로 지문을 살펴보면 요트를 앞으로 추진시키는 것이 전진력이고, 옆으로 밀리게 하는 것이 횡류력인데, 횡류력은 요트를 옆 방향으로 옆 으로 밀리게 하는 것이므로 앞으로 나아가려면 횡류방지장치에 의하여 횡류를 방지하 면서 전진력을 이용함을 알 수 있다. 따라서 ①은 적절하지 않은 진술이다.

해당문제는 횡류력, 전진력 이라는 일상에서 듣기 어려운 생소한 단어와 전문용어로 가득찬 지문으로 문제에 자주 출제되는 지문이다. 이 지문은 문제를 접한 수험생에게 정신적 타격을 주기 쉬운 문제로, 수험생의 공격을 방어하는 출제자의 포켓몬 같은 우수한 소환몬스터라고 할 수 있다. 정답을 1번 보기에 두면서 수험생이 처음듣는 단어라서 틀린 지문을 봐도 틀린 상황을 모르게 되어 지문 전체를 읽게 만들어 시간을 소모시키고, 다른 정답 보기들을 하나하나 전부 비교하게 만드는 엄청난 필살기와 같은 지문이라고 할 수 있다. 이 지문은 심지어 정답을 알고서 보더라도 '순풍이 불 때는 횡류력으로'라는 것이 이해가 되지 않기 때문이다. 따라서 결국 이 지문을 이해하기 위해서는 보트의 원리를 찾게 되는 문제이기도 하다. 그래서 방금 이런 저런 정보를 찾아보았다.

아래글 출처 : https://blog.daum.net/woodenboat/13547677