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1[승강기기사 필기] 21년 1회차
보(beam)의 처짐 곡선 미분방정식을 나타낸 것은? (단, M : 보의 굽힘응력, V : 보의 전단응력, EI : 굽힘강성계수 이다.)
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해설

보의 처짐 곡선 미분방정식은 d2ydx2=± MEI\dfrac{d^2 y}{dx^2} = \pm\,\dfrac{M}{EI}이다.

탄성곡선의 곡률은 1ρ=MEI\dfrac{1}{\rho} = \dfrac{M}{EI}이고, 처짐과 기울기가 작을 때 곡률을 d2ydx2\dfrac{d^2y}{dx^2}로 근사할 수 있다. 즉 곡률 = 굽힘모멘트 ÷ 굽힘강성이 그대로 2계 미분방정식이 된다(문항의 M은 그 단면에 걸리는 굽힘모멘트를 가리킨다).

따라서 굽힘강성 EI는 반드시 분모에 온다. EI를 분자에 둔 식은 강성이 클수록 처짐이 커진다는 뜻이 되어 물리적으로 반대이고, 전단력 V가 들어간 식은 처짐 곡선을 한 번 더 미분한 EId3ydx3=VEI\dfrac{d^3y}{dx^3} = V 관계에 해당하므로 2계 미분방정식이 아니다.

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