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1[7급 국가직 기계설계] 22년 1회차
그림과 같이 자중이 200 N인 구가 두 경사면 위에 놓여 있을 때, 접촉점 B에서의 반력[N]은? (단, 구와 경사는 강체 점접촉이며, 마찰은 무시한다)

문제 이미지
1
80
2
100
3
100 3\sqrt{3}
4
120 3\sqrt{3}
해설

접촉점 B의 반력은 100√3 N이다.

마찰이 없으므로 반력은 각 경사면에 수직이며, A의 반력은 연직선과 60°, B의 반력은 연직선과 30°를 이룬다.

수평 평형: NAsin⁡60∘=NBsin⁡30∘⇒NB=3NAN_A\sin 60^\circ=N_B\sin 30^\circ\Rightarrow N_B=\sqrt{3}N_A
수직 평형: NAcos⁡60∘+NBcos⁡30∘=0.5NA+1.5NA=200N_A\cos 60^\circ+N_B\cos 30^\circ=0.5N_A+1.5N_A=200
따라서 NA=100 N, NB=1003 NN_A=100\ \mathrm{N},\ N_B=100\sqrt{3}\ \mathrm{N}

  • 100 N은 접촉점 A의 반력이다.
  • 80 N·120√3 N은 반력 방향을 경사면 방향으로 잡는 등 평형식을 잘못 세운 값이다.

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