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지름이 5[cm], 길이가 200[cm]인 탄성체 강봉을 15[mm]만… | [전기철도기사 필기] 11년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[전기철도기사 필기] 11년 2회차
지름이 5[cm], 길이가 200[cm]인 탄성체 강봉을 15[mm]만큼 늘어나게 하려면 얼마의 힘[tf]이 필요한가? (단, 종탄성계수 E=2.1×106[kgf/cm2])
1
약 2061[tf]
2
약 206[tf]
3
약 3091[tf]
4
약 309[tf]
해설

탄성체 강봉의 신장량은 후크의 법칙에 따라 ΔL=FLEA\Delta L=\dfrac{FL}{EA}이므로, 필요한 힘은 F=EAΔLLF=\dfrac{EA\Delta L}{L}로 구한다.

단면적은 A=πd24=π×524≈19.63 cm2A=\dfrac{\pi d^2}{4}=\dfrac{\pi\times5^2}{4}\approx19.63\,\mathrm{cm^2}, 신장량은 ΔL=15 mm=1.5 cm\Delta L=15\,\mathrm{mm}=1.5\,\mathrm{cm}, 길이는 L=200 cmL=200\,\mathrm{cm}이다.

따라서 F=2.1×106×19.63×1.5200≈3.09×105 kgfF=\dfrac{2.1\times10^6\times19.63\times1.5}{200}\approx3.09\times10^5\,\mathrm{kgf}이므로 약 309tf가 필요하다.

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