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반지름 1 cm, 길이 150 cm, 탄성계수 200 GPa의 강봉이 … | [건설기계설비기사 필기] 18년 3회차 기출문제 상세 페이지

1[건설기계설비기사 필기] 18년 3회차
반지름 1 cm, 길이 150 cm, 탄성계수 200 GPa의 강봉이 90 kN의 인장하중을 받을 때 탄성에너지는 약 몇 N ㆍ m인가?
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해설

인장을 받는 봉에 저장되는 탄성에너지는 U=P2L2AEU = \dfrac{P^2 L}{2AE}로 구한다.

단면적은 A=πr2=π×(0.01 m)2=3.14×10−4 m2A = \pi r^2 = \pi \times (0.01\,\mathrm{m})^2 = 3.14 \times 10^{-4} \, \mathrm{m^2}이고, 하중 P=90000 NP=90000\,\mathrm{N}, 길이 L=1.5 mL=1.5\,\mathrm{m}, 탄성계수 E=200×109 PaE=200 \times 10^9\,\mathrm{Pa}이다.

U=(90000)2×1.52×3.14×10−4×200×109≈97 N⋅mU = \dfrac{(90000)^2 \times 1.5}{2 \times 3.14\times10^{-4} \times 200\times10^9} \approx 97 \, \mathrm{N \cdot m}로 계산되어, 탄성에너지는 약 97 N·m이다.

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