์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ก ๋ฌด์์ ํ ์ ์๋์
์ด ๋๊ตฌ๋ ๊ฐ๋กํ ์ํต ํฑํฌ์ ๋๋ฐฉ์ ๊ฐ ์ผ๋ง๋ ๋ค์ด ์๋์ง ์ถ์ ํฉ๋๋ค. ๊ฐ๋กํ ์ํต์ ๋ฏธ๊ตญ ๊ฐ์ ์ ์งํ์ค์ด๋ ์ฅ์ธ์ ์ค์นํ๋ ๊ธฐ๋ฆํฑํฌ์์ ๊ฐ์ฅ ํํ ํํ์ ๋๋ค. ๊ฒ์ ๋ด(๋ฅ์คํฑ)์ผ๋ก ๊ธฐ๋ฆ ๊น์ด๋ฅผ ์ฌ๊ณ (์ด๋ฅธ๋ฐ '์คํฑ ์ธก์ ๊ฐ') ํฑํฌ์ ์ง๋ฆ๊ณผ ๊ธธ์ด๋ง ์๋ฉด, ๊ธฐ๋ฆ์ ๋นผ๋ด๊ฑฐ๋ ์ด๋ฆผ์ง์ํ์ง ์๊ณ ๋ ๊ทธ ๊น์ด๋ฅผ ๋ฏธ๊ตญ ๊ฐค๋ฐ ๋จ์๋ก ํ์ฐํ ์ ์์ต๋๋ค. ์ฐธ๊ณ ๋ก ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ๋ฏธ๊ตญ์ ๋จ์(์ธ์นยท๋ฏธ๊ตญ ๊ฐค๋ฐ)๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋ฉฐ, ๊ตญ๋ด์์ ํํ ์ฐ๋ ๋ฆฌํฐ ํ์ฐ๊ฐ๋ ํจ๊ป ๋ณด์ฌ์ค๋๋ค.
์ฌ์ฉ ๋ฐฉ๋ฒ
์ธ ๊ฐ์ง ๊ฐ์ ์ธ์น ๋จ์๋ก ์ ๋ ฅํ์ธ์. ํฑํฌ ์ง๋ฆ(๋ฅ๊ทผ ๋จ๋ฉด์ ์ ์ฒด ๋์ด), ํฑํฌ ๊ธธ์ด(ํ์ชฝ ๋์์ ๋ฐ๋์ชฝ ๋๊น์ง), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ๊ฒ์ ๋ด์ผ๋ก ์ฝ์ ๊ธฐ๋ฆ ๊น์ด์ ๋๋ค. ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ํฑํฌ ์ ๊ธฐ๋ฆ์ ๊ฐค๋ฐ ์, ์ด ๋ถํผ(์ธ์ ๊ณฑ์ธ์น ๋ฐ ๋ฆฌํฐ), ํฑํฌ์ ์ต๋ ์ฉ๋, ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ ์ฑ์์ง ๋น์จ(%)์ ์๋ ค์ค๋๋ค.
๊ณต์ ์ค๋ช
๊ฐ๋ก๋ก ๋ํ ์ํต์ ๊ธฐ๋ฆ์ด ์ผ๋ถ๋ง ์ฐจ๋ฉด ๋จ๋ฉด์ '์ํ ํ๊ผด(circular segment)' ๋ชจ์์ด ๋ฉ๋๋ค. ๋ฐ์ง๋ฆ \(r = \text{์ง๋ฆ} \div 2\), ๊ธฐ๋ฆ ๊น์ด \(h\)์ผ ๋, ํ๊ผด์ ๋์ด๋ \(r^{2}\arccos\!\left(\frac{r-h}{r}\right) - (r-h)\sqrt{2rh - h^{2}}\) ์ ๋๋ค. ์ฌ๊ธฐ์ ๊ธธ์ด \(L\)์ ๊ณฑํ๋ฉด ์ธ์ ๊ณฑ์ธ์น ๋จ์์ ๋ถํผ๊ฐ ๋์ค๊ณ , ์ด๋ฅผ 231(๋ฏธ๊ตญ ๊ฐค๋ฐ๋น ์ธ์ ๊ณฑ์ธ์น)๋ก ๋๋๋ฉด ๊ฐค๋ฐ ์๊ฐ ๋ฉ๋๋ค. ์ ์ฒด ์์ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$V_{gal} = \frac{L\left[r^{2}\arccos\!\left(\frac{r-h}{r}\right) - (r-h)\sqrt{2rh - h^{2}}\right]}{231}$$์ด ์์๋ ์ญ์ฝ์ฌ์ธ(acos) ํญ์ด ๋ค์ด๊ฐ๋๋ฐ, ๋ฐ๋ก ์ด ๋๋ฌธ์ '๊น์ด รท ์ง๋ฆ ร ์ต๋์ฉ๋' ๊ฐ์ ๋จ์ ๋น๋ก์์ ํฑํฌ์ ์๋ถ๋ถ๊ณผ ์๋ซ๋ถ๋ถ์์ ํฐ ์ค์ฐจ๋ฅผ ๋ ๋๋ค.
๊ณ์ฐ ์์
์ง๋ฆ 44์ธ์น, ๊ธธ์ด 60์ธ์น์ธ ํฑํฌ์ ๊ธฐ๋ฆ ๊น์ด๊ฐ ์ ํํ 22์ธ์น(์ ๋ฐ)๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํด ๋ด ์๋ค. ์ด๋ \(r = 22\), \(h = 22\)์ด๋ฏ๋ก \(r-h = 0\)์ด ๋ฉ๋๋ค. ๋์ด๋ ๋ค์๊ณผ ๊ฐ์ต๋๋ค.
$$22^{2}\cdot\arccos(0) = 484\cdot\left(\frac{\pi}{2}\right) = 760.27 \text{ in}^{2}$$์ฌ๊ธฐ์ ๊ธธ์ด 60์ ๊ณฑํ๋ฉด 45,616 inยณ, ์ด๋ฅผ 231๋ก ๋๋๋ฉด ์ฝ 197.5๊ฐค๋ฐ์ด ๋์ต๋๋ค โ ์ต๋ ์ฉ๋ ์ฝ 395๊ฐค๋ฐ์ ์ ํํ ์ ๋ฐ์ ๋๋ค.
์์ฃผ ๋ฌป๋ ์ง๋ฌธ
์ 231๋ก ๋๋๋์? ๋ฏธ๊ตญ ์ก๋ 1๊ฐค๋ฐ์ 231์ธ์ ๊ณฑ์ธ์น๋ก ์ ์๋์ด ์๊ธฐ ๋๋ฌธ์ ๋๋ค.
์ ํฑํฌ๋ ๋ฅ๊ธ์ง ์๊ณ ํ์ํ์ธ๋ฐ์. ์ด ๊ณต์์ ๋จ๋ฉด์ด ์์ ํ ์์ด๋ผ๊ณ ๊ฐ์ ํฉ๋๋ค. ํ์ํ(obround) ํฑํฌ๋ ๋ค๋ฅธ ์์ด ํ์ํ๋ฉฐ, ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ก๋ ๊ฐ์ด ์ฝ๊ฐ ์ด๊ธ๋๊ฒ ๋์ต๋๋ค.
์จ๋๋ ์ํฅ์ ์ฃผ๋์? ๊ธฐ๋ฆ์ ์ด์ ๋ฐ์ผ๋ฉด ์ฝ๊ฐ ํฝ์ฐฝํ๋ฏ๋ก, ์ฐจ๊ฐ์ธ ๋์ ๋ฐ๋ปํ ๋ ๋ถํผ ์ธก์ ๊ฐ์ด 1~2% ์ ๋ ๋ฌ๋ผ์ง ์ ์์ต๋๋ค. ์ด ๊ณ์ฐ๊ธฐ๋ ์์ํ ๊ธฐํํ์ ๋ถํผ๋ง ๊ณ์ฐํฉ๋๋ค.