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다음과 같은 원형, 정사각형, 정삼각형이 있다. 각 단면의 면적이 같을… | [9급 지방직 응용역학개론] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 15년 1회차
다음과 같은 원형, 정사각형, 정삼각형이 있다. 각 단면의 면적이 같을 경우 도심에서의 단면2차모멘트(Ix)가 큰 순서대로 바르게 나열한 것은?
문제 이미지
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A > B > C
2
B > C > A
3
C > B > A
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B > A > C
해설

단면2차모멘트는 정삼각형 > 정사각형 > 원 순, 즉 C > B > A이다.

면적 A를 같게 두고 도심축 단면2차모멘트를 A2A^{2}으로 나타내 비교한다.

원: I=πr44=A24π≈0.080A2I=\dfrac{\pi r^4}{4}=\dfrac{A^2}{4\pi}\approx0.080A^2
정사각형: I=a412=A212≈0.083A2I=\dfrac{a^4}{12}=\dfrac{A^2}{12}\approx0.083A^2
정삼각형(한 변 b): I=bh336=318A2≈0.096A2I=\dfrac{bh^3}{36}=\dfrac{\sqrt{3}}{18}A^2\approx0.096A^2

같은 면적이라도 재료가 도심에서 멀리 분포할수록 단면2차모멘트가 커진다.

  • A > B > C는 원을 가장 크게 두었으나 원은 세 단면 중 가장 작다.
  • B > C > A는 정사각형을 정삼각형보다 크게 두었다.
  • B > A > C는 정삼각형을 가장 작게 두어 계산과 어긋난다.

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