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1[일반기계기사 필기] 21년 2회차
두 개의 블록이 정지 상태에서 움직이기 시작한다. 풀리와 로프 사이의 마칠이 없다고 가정하고, 블록 A와 수평면 간의 마찰계수를 0.25라고 할 때, 줄에 걸리는 장력은 약 몇 N 인가? (단, A 블록의 질량은 200kg, B 블록의 질량은 300kg 이다.)
문제 이미지
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해설

A와 B를 한 계로 묶어 가속도를 먼저 구한 뒤 A의 운동방정식에 대입하면 줄의 장력은 약 1470 N이다.

그림처럼 A(200 kg)는 수평면 위에 있고 B(300 kg)는 도르래를 넘어 매달려 있다. 도르래 마찰이 없으므로 계 전체에 대해
a=mBgμmAgmA+mB=(3000.25×200)×9.8500=4.9 m/s2a=\dfrac{m_{B}g-\mu m_{A}g}{m_{A}+m_{B}}=\dfrac{(300-0.25\times 200)\times 9.8}{500}=4.9\ \mathrm{m/s^{2}}

A에 대한 운동방정식 TμmAg=mAaT-\mu m_{A}g=m_{A}a 에서
T=200×4.9+0.25×200×9.8=980+490=1470 NT=200\times 4.9+0.25\times 200\times 9.8=980+490=1470\ \mathrm{N}

두 블록이 같은 가속도로 함께 움직이므로 장력은 B의 무게 2940 N보다 반드시 작다. B가 평형 상태라고 보고 무게 전부를 장력으로 잡으면 값이 두 배로 커진다.

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