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그림과 같이 자중 60N인 바퀴가 바닥에 고정된 높이 20cm의 장애물… | [9급 지방직 응용역학개론] 23년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 23년 1회차
그림과 같이 자중 60N인 바퀴가 바닥에 고정된 높이 20cm의 장애물 위로 힘 P를 초과할 때 움직이기 시작한다면, 이 힘 P[N]는? (단, 바퀴와 장애물은 강체로 가정한다)
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해설

바퀴가 장애물을 넘기 시작하는 힘은 P = 80 N이다. 넘기 직전에는 바닥 반력이 0이 되고 바퀴는 모서리 A점을 회전축으로 삼는다.

A점에서 P의 작용선까지 수직거리: 50−20=30 cm50 - 20 = 30\ \mathrm{cm}
A점에서 자중 작용선까지 수평거리: 502−302=40 cm\sqrt{50^2 - 30^2} = 40\ \mathrm{cm}

A점 모멘트 평형: P×30=60×40⇒P=80 NP\times 30 = 60\times 40 \Rightarrow P = 80\ \mathrm{N}

  • 45 N은 두 팔 길이를 뒤바꿔 60×30/4060\times 30/40으로 계산한 값이다.
  • 30 N은 자중의 절반으로, 회전축 기준 모멘트 평형과 무관하다.
  • 55 N은 A점 모멘트 평형식에서 나오지 않는 값이다.

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