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그림과 같이 단면적이 A인 임의의 단면이 있다. 도심축(x_c)으로부터… | [9급 국가직 응용역학개론] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 응용역학개론] 26년 1회차
그림과 같이 단면적이 A인 임의의 단면이 있다. 도심축(xcx_c)으로부터 2d 떨어진 축(x2x_2)을 기준으로 한 단면 2차모멘트의 크기가 Ix2\mathrm{I}_{x_2}일 때, 도심축(xcx_c)으로부터 d 떨어진 축(x1x_1)을 기준으로 한 단면 2차모멘트(Ix1\mathrm{I}_{x_1})의 크기는?
문제 이미지
1
Ix2\mathrm{I}_{x_2}−Ad2-\mathrm{Ad}^2
2
Ix2\mathrm{I}_{x_2}−2Ad2-2\mathrm{Ad}^2
3
Ix2\mathrm{I}_{x_2}−3Ad2-3\mathrm{Ad}^2
4
Ix2\mathrm{I}_{x_2}−4Ad2-4\mathrm{Ad}^2
해설

평행축 정리로 두 축의 단면 2차모멘트를 모두 도심축 값으로 표현하면 Ix1=Ix2−3Ad2\mathrm{I}_{x_1}=\mathrm{I}_{x_2}-3\mathrm{Ad}^2이다.

평행축 정리
Ix=Ic+Ay2\mathrm{I}_x=\mathrm{I}_c+\mathrm{A}y^2

두 축에 적용
Ix2=Ic+A(2d)2=Ic+4Ad2\mathrm{I}_{x_2}=\mathrm{I}_c+\mathrm{A}(2d)^2=\mathrm{I}_c+4\mathrm{Ad}^2
Ix1=Ic+Ad2=Ix2−4Ad2+Ad2=Ix2−3Ad2\mathrm{I}_{x_1}=\mathrm{I}_c+\mathrm{Ad}^2=\mathrm{I}_{x_2}-4\mathrm{Ad}^2+\mathrm{Ad}^2=\mathrm{I}_{x_2}-3\mathrm{Ad}^2

  • Ix2−Ad2\mathrm{I}_{x_2}-\mathrm{Ad}^2: 두 축 사이 거리 d만 보고 평행축 정리를 바로 적용한 오류이다. 평행축 정리는 반드시 도심축 기준으로만 쓸 수 있다.
  • Ix2−4Ad2\mathrm{I}_{x_2}-4\mathrm{Ad}^2: 이는 도심축 값 Ic\mathrm{I}_c이며, 여기에 Ad2\mathrm{Ad}^2를 다시 더해야 한다.
  • Ix2−2Ad2\mathrm{I}_{x_2}-2\mathrm{Ad}^2: 거리 제곱 관계를 반영하지 않은 값이다.

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