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그림과 같이 정삼각형 구조체에 힘이 작용하고 있을 때 평형을 이루기 위… | [9급 지방직 응용역학개론] 09년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 지방직 응용역학개론] 09년 1회차
그림과 같이 정삼각형 구조체에 힘이 작용하고 있을 때 평형을 이루기 위해 필요한 모멘트[kNㆍm]는?
문제 이미지
1
3 (시계방향)
2
4√3 (반시계방향)
3
6 (반시계방향)
4
6√3 (반시계방향)
해설

평형에 필요한 모멘트는 6√3 kN·m (반시계방향)이다.

세 힘은 크기가 1로 같고 서로 120°씩 방향이 달라 합력이 0이다. 따라서 구조체에는 우력만 남고, 이를 상쇄하는 모멘트가 필요하다.

좌하단 꼭짓점을 원점으로 하면 꼭짓점 좌표는 우하단 (6, 0), 상단 (3, 33)(3,\ 3\sqrt{3})이다(반시계 +).
상단의 수평 우향 힘: −33×1=−33-3\sqrt{3}\times1=-3\sqrt{3}
우하단의 좌하향 힘(수직성분 32\dfrac{\sqrt{3}}{2}): −6×32=−33-6\times\dfrac{\sqrt{3}}{2}=-3\sqrt{3}
좌하단의 힘은 원점을 지나 0

합은 −63 kN⋅m-6\sqrt{3}\ \mathrm{kN\cdot m}(시계방향)이므로 같은 크기의 반시계방향 모멘트를 가해야 한다.

  • 3(시계방향)은 크기와 방향이 모두 맞지 않는다.
  • 4√3(반시계방향)은 방향은 맞지만 크기가 6√3에 못 미친다.
  • 6(반시계방향)은 방향은 맞지만 팔 길이에 들어가는 3\sqrt{3}가 빠진 크기다.

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