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그림과 같은 트러스의 C점에 수직하중 2P, D점에 수평하중 P가 작용… | [9급 국가직 응용역학개론] 26년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[9급 국가직 응용역학개론] 26년 1회차
그림과 같은 트러스의 C점에 수직하중 2P, D점에 수평하중 P가 작용할 때, 부재 FG의 부재력의 크기는? (단, 부재의 자중은 무시한다)
문제 이미지
1
P4\dfrac{\mathrm{P}}{4}
2
3P4\dfrac{3\mathrm{P}}{4}
3
5P4\dfrac{5\mathrm{P}}{4}
4
7P4\dfrac{7\mathrm{P}}{4}
해설

단면법으로 C점에 대한 모멘트를 취하면 부재 FG의 부재력 크기는 3P4\dfrac{3\mathrm{P}}{4}(인장)이다.

지점 E 반력 (A점 모멘트, 수평하중 P는 높이 L)
RE×6L=2P×3L−P×L=5PLR_E\times 6\mathrm{L}=2\mathrm{P}\times 3\mathrm{L}-\mathrm{P}\times \mathrm{L}=5\mathrm{PL}
RE=5P6R_E=\dfrac{5\mathrm{P}}{6}

단면법 (부재 CD·CG·FG를 절단, 오른쪽 자유물체, C점 기준)
C는 E에서 수평 3L, 높이 2L이고 D는 C보다 L 아래에 있다.
RE×3L−P×L−FFG×2L=0R_E\times 3\mathrm{L}-\mathrm{P}\times \mathrm{L}-F_{FG}\times 2\mathrm{L}=0
5PL2−PL=2L FFG⇒FFG=3P4\dfrac{5\mathrm{PL}}{2}-\mathrm{PL}=2\mathrm{L}\,F_{FG}\quad\Rightarrow\quad F_{FG}=\dfrac{3\mathrm{P}}{4}

  • 7P4\dfrac{7\mathrm{P}}{4}: 단면 모멘트식에서 D점 수평하중의 모멘트 부호를 반대로 넣은 값이다.
  • 5P4\dfrac{5\mathrm{P}}{4}: 반력 계산에서 수평하중 P의 모멘트 부호를 반대로 넣어 RE=7P6R_E=\dfrac{7\mathrm{P}}{6}로 잡은 값이다.

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