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그림과 같은 막대가 있다. 길이는 4 m이고 힘은 지면에 평행하게 20… | [일반기계기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 19년 1회차
그림과 같은 막대가 있다. 길이는 4 m이고 힘은 지면에 평행하게 200 N 만큼 주었을 때 o점에 작용하는 힘과 모멘트는?
문제 이미지
1
Fox=0, Foy=200N, Mz=200Nㆍm
2
Fox=200N, Foy=0, Mz=400Nㆍm
3
Fox=200N, Foy=200N, Mz=200Nㆍm
4
Fox=0, Foy=0, Mz=400Nㆍm
해설

O점에는 수평력 200 N만 전달되고, 크기 400 N·m의 모멘트가 함께 생긴다.

그림에서 막대는 x축과 30°를 이루고 길이가 4 m이며, 힘 200 N은 지면에 평행한 x방향으로만 걸린다. 따라서 O로 옮겨도 성분은 그대로여서 Fox=200 N, Foy=0F_{ox} = 200\ \mathrm{N},\ F_{oy} = 0 이다.

모멘트는 힘과 O 사이의 수직거리로 구한다. 막대 끝점의 높이는 4sin30=2 m4\sin 30^\circ = 2\ \mathrm{m} 이므로
Mz=200×2=400 NmM_z = 200\times 2 = 400\ \mathrm{N\cdot m}

힘이 x축과 나란하므로 모멘트 팔은 막대 길이 4 m가 아니라 y방향 높이 2 m라는 점이 이 문제의 핵심이다.

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