지름이 2[cm]인 환강봉을 상온보다 10[°C] 상승시켜 양단을 벽에… | [전기철도기사 필기] 13년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 13년 2회차

지름이 2[cm]인 환강봉을 상온보다 10[°C] 상승시켜 양단을 벽에 고정시켰을 때 봉의 단면에서 벽에 영향을 주는 힘[kgf]은 약 몇 [kgf]인가? (단, 탄성계수 E=2.1×10⁶[kg/cm²], 선팽창계수 =1×10^-5[1/°C]이다.)

596.7

659.4

해설

봉의 단면에서 벽에 작용하는 힘은 약 659.4kgf이다.
양단이 고정되어 신장이 구속되므로 열응력  $\sigma=E\alpha\Delta T$ 가 발생하고, 이 응력에 단면적을 곱하면 벽에 작용하는 구속력이 된다.
 $\sigma=2.1\times10^6\times1\times10^{-5}\times10=210\ \mathrm{kgf/cm^2}$ 
 $A=\pi r^2=3.14\times1^2=3.14\ \mathrm{cm^2}$ 
 $F=\sigma A=210\times3.14=659.4\ \mathrm{kgf}$

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