길이 10m, 단면적 2cm2인 철봉을 100℃에서 그림과 같이 양단을… | [건설기계설비기사 필기] 20년 2회차 기출문제 상세 페이지

봉에 생기는 인장력은 약 38.4kN이다.
그림처럼 길이 10m의 봉이 양쪽 벽에 완전히 고정되어 있어, 온도가 내려가면서 줄어들려는 변형이 전부 구속된다. 이때 봉에는 자유수축량과 같은 크기의 인장변형률 $\varepsilon=\alpha\,\Delta T$가 강제로 생기며, 길이 10m 자체는 응력 계산에 들어가지 않는다.
온도차가 ΔT = 100 − 20 = 80℃이므로
$\sigma=E\alpha\Delta T=200\times10^{9}\times0.000012\times80=192\times10^{6}\,\mathrm{Pa}=192\,\mathrm{MPa}$
단면적 2cm² = 2×10⁻⁴m²를 곱하면
$P=\sigma A=192\times10^{6}\times2\times10^{-4}=38400\,\mathrm{N}$
즉 약 38.4kN의 인장력이 작용한다.