하수도관에 물이 반만 차 있는 경우, 물과 접촉하는 곡면에서 받는 합력의 수직방향(즉, 중력방향) 성분을 계산해야 합니다. 먼저, 수평 하수도관의 반원 단면에 대한 수직방향 힘을 계산합니다. 물이 반만 차 있으면 단면적은 반원의 면적이 됩니다. 반원의 반지름 \( r \)은 0.5m이고, 반원의 면적 \( A \)는 다음과 같습니다: \[ A = \frac{1}{2} \pi r^2 = \frac{1}{2} \pi (0.5)^2 = \frac{\pi}{8} \, \text{m}^2 \] 물의 부피 \( V \)는 단면적 \( A \)에 길이 3m를 곱한 값입니다: \[ V = A \times 3 = \frac{\pi}{8} \times 3 = \frac{3\pi}{8} \, \text{m}^3 \] 물의 밀도 \( \rho \)는 \( 1000 \, \text{kg/m}^3 \)이고, 중력가속도 \( g \)는 \( 9.81 \, \text{m/s}^2 \)입니다. 물의 무게 \( W \)는 다음과 같이 계산됩니다: \[ W = \rho \times V \times g = 1000 \times \frac{3\pi}{8} \times 9.81 \] 이 식을 계산하면, \[ W \approx 1000 \times 1.1781 \times 9.81 = 11554.2 \, \text{N} \] 이를 kN으로 변환하면, \[ W \approx 11.55 \, \text{kN} \] 따라서, 보기 중에서 가장 가까운 값은 보기 1: 11.55입니다.