길이가 ℓ+2a인 균일 단면 봉의 양단에 인장력 P가 작용하고, 양 단… | [일반기계기사 필기] 18년 1회차 기출문제 상세 페이지

봉 전체의 변형량은 약 0.0107 cm이다.
그림에서 봉은 a–ℓ–a 세 구간으로 나뉘는데, 바깥 두 구간에는 P가 그대로 걸리지만 가운데 ℓ 구간은 안쪽을 향한 Q 때문에 축력이 P−Q로 줄어든다.
바깥 구간 $N=P=10\,\mathrm{kN}$, 가운데 구간 $N=P-Q=5\,\mathrm{kN}$
구간별 신장량을 더하면
$\delta=\dfrac{2Pa+(P-Q)\ell}{AE}=\dfrac{2(10^{4})(0.3)+(5\times10^{3})(0.6)}{4\times10^{-4}\times210\times10^{9}}$
분자는 $6000+3000=9000\,\mathrm{N\cdot m}$, 분모는 $AE=8.4\times10^{7}\,\mathrm{N}$ 이므로 $\delta=1.07\times10^{-4}\,\mathrm{m}=\mathbf{0.0107\,cm}$ 이다. 가운데 구간의 축력 감소를 빠뜨리고 전 구간에 P를 그대로 쓰면 0.0143cm가 나오므로, 구간별 축력을 나눠 계산하는 것이 핵심이다.