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1[9급 지방직 응용역학개론] 16년 1회차
그림과 같이 2개의 힘이 동일점 O에 작용할 때 합력(R)의 크기[kN]와 방향(α)은? (순서대로 R, α)
문제 이미지
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√37, 
2
√37, 
3
√61, 
4
√61, 
해설

합력은 √37 kN, 방향은 α=cos⁡−1(5R)\alpha=\cos^{-1}\left(\dfrac{5}{R}\right)이다.

3 kN은 x축에서 15°, 4 kN은 y축에서 15°(x축에서 75°)이므로 두 힘 사이각은 60°이다.
R2=42+32+2×4×3×cos⁡60∘=37R^2=4^2+3^2+2\times4\times3\times\cos60^\circ=37
R=37 kNR=\sqrt{37}\,\mathrm{kN}

α는 3 kN 방향과 R 사이 각이다. R의 3 kN 방향 성분은 3+4cos⁡60∘=5 kN3+4\cos60^\circ=5\,\mathrm{kN}이므로 cos⁡α=5R\cos\alpha=\dfrac{5}{R}이다.

  • √37과 cos⁡−1(23R)\cos^{-1}\left(\dfrac{2\sqrt{3}}{R}\right)의 조합은 크기는 맞지만, 3 kN 방향 성분은 232\sqrt{3}가 아니라 5 kN이므로 방향이 틀렸다.
  • √61과 cos⁡−1(5R)\cos^{-1}\left(\dfrac{5}{R}\right)의 조합은 방향식은 맞지만 크기가 코사인 법칙 결과(√37)와 다르다.
  • √61과 cos⁡−1(23R)\cos^{-1}\left(\dfrac{2\sqrt{3}}{R}\right)의 조합은 크기와 방향이 모두 틀렸다.

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