그림과 같이 질량 50kg의 물체가 경사면에 정지된 채 놓여 있고, 힘… | [국회직 9급 기계일반] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

물체가 경사면 아래로 움직이기 직전의 힘 P는 110 N이다. 이때 P와 중력의 경사면 방향 성분을 합한 힘이 최대정지마찰력과 같아진다.
움직이기 직전이므로 마찰력은 정지 마찰계수 0.8로 구한다. 운동 마찰계수 0.6은 미끄러지기 시작한 뒤에 적용하는 값이다.
수직항력: $R=mg\cos 30^\circ=50\times 10\times 0.9=450\,\mathrm{N}$
최대정지마찰력: $F=0.8\times 450=360\,\mathrm{N}$
중력의 경사면 방향 성분: $mg\sin 30^\circ=50\times 10\times 0.5=250\,\mathrm{N}$
경사면 방향 힘의 평형을 세우면 P가 정해진다.
$P+250=360$
$P=110\,\mathrm{N}$
P가 50 N이면 아래 방향 힘의 합이 300 N으로 최대정지마찰력보다 작아 물체는 정지 상태에 머문다.
P가 80 N이면 아래 방향 힘의 합이 330 N으로 역시 최대정지마찰력에 미치지 못한다.
P가 140 N이면 아래 방향 힘의 합이 390 N으로 최대정지마찰력을 넘어, 움직이기 직전이 아니라 이미 미끄러지는 상태이다.
P가 180 N이면 아래 방향 힘의 합이 430 N으로 최대정지마찰력을 크게 넘는다.