마찰계수 μ= 0.2인 블록 브레이크로 제동되고 있는 드럼에 그림과 같… | [국회직 9급 기계설계] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

필요한 작용력은 $F=120\,\mathrm{kgf}$이다.
추가 드럼 표면에 매달려 있으므로 제동력은 추의 무게와 같고, 수직력은 마찰계수로 구한다.
$f=W=100\,\mathrm{kgf}$
$N=\dfrac{f}{\mu}=\dfrac{100}{0.2}=500\,\mathrm{kgf}$
그림에서 힌지부터 블록 중심까지 $250\,\mathrm{mm}$, 작용력까지 $1000\,\mathrm{mm}$이고 접촉면은 힌지보다 $50\,\mathrm{mm}$ 위에 있다. 드럼이 시계 방향으로 도는 쪽이라 블록의 마찰력은 오른쪽으로 작용하며, 힌지 모멘트 평형에서 $F$와 같은 방향의 모멘트를 만든다.
$1000F+50f-250N=0$
$1000F=250\times 500-50\times 100=120\,000$
$F=120\,\mathrm{kgf}$
같은 식에서 제동력과 작용력의 관계는 $f=\dfrac{F}{1.2}$이다.
$80\,\mathrm{kgf}$이면 제동력이 약 $66.7\,\mathrm{kgf}$로 추의 무게에 모자란다.
$100\,\mathrm{kgf}$이면 제동력이 약 $83.3\,\mathrm{kgf}$로 역시 모자란다.
$140\,\mathrm{kgf}$이면 제동력이 약 $116.7\,\mathrm{kgf}$로 평형에 필요한 값보다 크다.
$160\,\mathrm{kgf}$이면 제동력이 약 $133.3\,\mathrm{kgf}$로 평형에 필요한 값보다 크다.