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그림과 같은 유압 잭에서 지름이 D2=2D1일 때 누르는 힘 F1과 F… | [일반기계기사 필기] 15년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[일반기계기사 필기] 15년 2회차
그림과 같은 유압 잭에서 지름이 D2=2D1일 때 누르는 힘 F1과 F2의 관계를 나타낸 식으로 옳은 것은?
문제 이미지
1
F2=F1
2
F2=2F1
3
F2=4F1
4
F2=8F1
해설

파스칼의 원리로 두 피스톤이 받는 압력이 같으므로 F2=4F1이다.

그림처럼 아래가 서로 통해 같은 기름을 공유하면 압력이 같다. 즉 F1A1=F2A2\dfrac{F_1}{A_1}=\dfrac{F_2}{A_2}이고, 단면적은 지름의 제곱에 비례하므로
A2A1=(D2D1)2=22=4\dfrac{A_2}{A_1}=\left(\dfrac{D_2}{D_1}\right)^2=2^2=4

따라서 F2=F1A2A1=4F1F_2=F_1\dfrac{A_2}{A_1}=4F_1이다. 지름이 2배면 힘은 2배가 아니라 4배가 된다는, 면적이 제곱으로 커지는 성질이 핵심이다.

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