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다음과 같이 두께가 일정하고 1/4이 제거된 무게 12πN의 원판이 수… | [9급 지방직 응용역학개론] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 15년 1회차
다음과 같이 두께가 일정하고 1/4이 제거된 무게 12πN의 원판이 수평방향 케이블 AB에 의해 지지되고 있다. 케이블에 작용하는 힘[N]의 크기는? (단, 바닥면과 원판의 마찰력은 충분히 크다고 가정한다.)
문제 이미지
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해설

케이블에 작용하는 힘은 8/3 N이다.

잘려 나간 1/4(우상단) 때문에 남은 원판의 도심은 중심에서 왼쪽으로 치우친다. 원 전체 무게는 16π16\pi, 제거된 부분은 4π4\pi이고 그 도심은 중심에서 수평으로 4r3π\dfrac{4r}{3\pi}이다.
xˉ=4π×4r/(3π)12π=4r9π\bar{x}=\dfrac{4\pi\times4r/(3\pi)}{12\pi}=\dfrac{4r}{9\pi}(중심 왼쪽)

바닥 접촉점에 대한 모멘트 평형(케이블은 높이 2r의 수평력)을 쓰면 마찰력과 수직반력이 소거된다.
T×2r=12π×4r9π=16r3 ⇒ T=83 NT\times2r=12\pi\times\dfrac{4r}{9\pi}=\dfrac{16r}{3}\ \Rightarrow\ T=\dfrac{8}{3}\ \mathrm{N}

  • 5/3은 도심 이동량을 잘못 계산한 값이다.
  • 7/3도 도심 이동량을 잘못 잡은 값이다.
  • 2는 케이블의 팔 길이를 2r이 아닌 값으로 잡거나 도심 위치를 다르게 둔 값이다.

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