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그림과 같이 두 개의 도르래를 사용하여 물체를 매달 때, 3개의 물체가… | [토목기사 필기] 19년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[토목기사 필기] 19년 3회차
그림과 같이 두 개의 도르래를 사용하여 물체를 매달 때, 3개의 물체가 평형을 이루기 위한 각 θ 값은? (단, 로프와 도르래의 마찰은 무시한다.)
문제 이미지
1
30˚
2
45˚
3
60˚
4
120˚
해설

가운데 절점에서 두 로프 장력의 합력이 매달린 하중과 같아야 하므로 θ = 120°이다.

그림에서 마찰 없는 도르래를 지나는 로프 양 끝에 각각 P가 매달려 있으므로 로프 전체의 장력은 어디서나 P로 같다. 가운데 절점에서는 크기 P인 두 장력이 사잇각 θ를 이루며 비스듬히 위로 당기고, 아래로는 P가 매달려 있다.

크기가 같은 두 힘 P가 사잇각 θ를 이룰 때 합력은 2P·cos(θ/2)이므로
2P·cos(θ/2) = P → cos(θ/2) = 1/2 → θ/2 = 60°
∴ θ = 120°

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