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지름이 0.5m인 원형 교통표지판이 그림과 같이 1.5m 지지대에 부착… | [건설기계설비기사 필기] 19년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 19년 2회차
지름이 0.5m인 원형 교통표지판이 그림과 같이 1.5m 지지대에 부착되어 있다. 평균속력 20m/s의 강풍이 불 때, 교통표지판에 의해 발생하는 최대 모멘트는 약 몇 Nㆍm인가? (단, 원판의 항력계수는 1.17이고 공기의 밀도는 1.2kg/m3이다. 지지대에 의한 항력은 무시한다.)
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해설

최대 모멘트는 항력에 모멘트 팔길이 1.75m를 곱해 약 96 N·m이다.

항력은
FD=CD⋅12ρV2AF_D = C_D \cdot \frac{1}{2}\rho V^2 A
로 구한다. 원판 면적
A=π4(0.5)2=0.1963 m2A = \frac{\pi}{4}(0.5)^2 = 0.1963\,m^2
이며,
FD=1.17×12×1.2×202×0.1963=55.1 NF_D = 1.17 \times \frac{1}{2}\times 1.2 \times 20^2 \times 0.1963 = 55.1\,N
이다. 모멘트 팔길이는 지지대 높이(1.5m)에 원판 중심까지의 거리(반지름 0.25m)를 더한 1.75m이므로, 최대 모멘트는
M=FD×L=55.1×1.75≈96 N⋅mM = F_D \times L = 55.1 \times 1.75 ≈ 96\,N\cdot m
이다.

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