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1[산업안전기사 필기] 23년 2회차

다음 그림처럼 하나의 중량물을 2줄의 와이어로프로 매달아 올리려고 한다. 로프 한 줄에 걸리는 장력이 가장 작아지는 벌림각(θ\theta)은?
θ

1

7575[°]

2

9090[°]

3

4545[°]

4

120120[°]

해설

벌림각이 45°일 때 로프에 걸리는 장력이 가장 작다.

중량 WW인 물체를 두 줄로 대칭 인양할 때 로프 한 줄에 걸리는 장력은
T=W2cos(θ/2)T=\dfrac{W}{2\cos(\theta/2)}
이다. 벌림각 θ\theta가 커지면 cos(θ/2)\cos(\theta/2)가 작아져 장력은 오히려 커진다.

보기별로 계산하면
45[°] : T=W2cos22.5=W2×0.9240.54WT=\dfrac{W}{2\cos 22.5^\circ}=\dfrac{W}{2\times 0.924}\approx 0.54W
75[°] : T=W2cos37.5=W2×0.7930.63WT=\dfrac{W}{2\cos 37.5^\circ}=\dfrac{W}{2\times 0.793}\approx 0.63W
90[°] : T=W2cos45=W2×0.7070.71WT=\dfrac{W}{2\cos 45^\circ}=\dfrac{W}{2\times 0.707}\approx 0.71W
120[°] : T=W2cos60=W2×0.5=1.0WT=\dfrac{W}{2\cos 60^\circ}=\dfrac{W}{2\times 0.5}=1.0W

계산 결과 장력은
0.54W<0.63W<0.71W<1.0W0.54W<0.63W<0.71W<1.0W
순이므로, 벌림각이 가장 작은 4545[°]에서 로프에 걸리는 힘이 가장 적다.

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