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오일러 공식이 세장비 \dfrac{\ell}{k} > 100 에 대해 … | [건설기계설비기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 20년 1회차
오일러 공식이 세장비 ℓk>100\dfrac{\ell}{k} > 100 에 대해 성립한다고 할 때, 양단이 힌지인 원형단면에서 오일러 공식이 성립하기 위한 길이 “ℓ”과 지름 “d"와의 관계가 옳은 것은? (단, 단면의 회전반경을 k라 한다.)
1
ℓ>4d
2
ℓ>25d
3
ℓ>50d
4
ℓ>100d
해설

원형단면의 회전반경이 k=d4k=\dfrac{d}{4}이므로 세장비 조건 ℓk>100\dfrac{\ell}{k}>100은 ℓ>25d\ell > 25d가 된다.

회전반경은 k=IAk=\sqrt{\dfrac{I}{A}}이고 원형단면에서 I=πd464I=\dfrac{\pi d^4}{64}, A=πd24A=\dfrac{\pi d^2}{4}이므로
k=πd4/64πd2/4=d216=d4k=\sqrt{\dfrac{\pi d^4/64}{\pi d^2/4}}=\sqrt{\dfrac{d^2}{16}}=\dfrac{d}{4}

이를 세장비에 넣으면 λ=ℓk=4ℓd>100\lambda=\dfrac{\ell}{k}=\dfrac{4\ell}{d}>100, 곧 ℓ>25d\ell>25d이다.

다른 보기가 나오는 이유는 회전반경이나 기준값을 잘못 잡았기 때문이다.

  • ℓ>100d\ell>100d — kk를 지름 dd 자체로 본 경우
  • ℓ>50d\ell>50d — kk를 반지름 d/2d/2로 본 경우
  • ℓ>4d\ell>4d — k=d/4k=d/4는 맞게 구했으나 세장비 기준값 100을 반영하지 않은 경우

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