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그림과 같이 100[N]의 물체를 단면적 5[mm2]의 강선으로 매달았… | [생산자동화산업기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[생산자동화산업기사 필기] 15년 1회차
그림과 같이 100[N]의 물체를 단면적 5[mm2]의 강선으로 매달았을 때 AB쪽에 발생하는 장력(F1)과 응력의 크기는?
문제 이미지
1
50√3[N], 10√3[N/mm2]
2
55√3[N], 15[N/mm2]
3
55[N], 10[N/mm2]
4
50[N], 10[N/mm2]
해설

B점의 힘의 평형으로 풀면 AB 장력 F1=50F_1 = 50 N, 응력은 50 N, 10 N/mm²이다.

그림에서 AB 는 수평과 30°, CB 는 수평과 60°를 이루고 B에서 두 줄이 직각으로 만나며, 아래로 100 N 이 걸린다.
수평 평형: F1cos⁡30∘=F2cos⁡60∘F_1\cos 30^\circ = F_2\cos 60^\circ → F2=3 F1F_2 = \sqrt{3}\,F_1
수직 평형: F1sin⁡30∘+F2sin⁡60∘=100F_1\sin 30^\circ + F_2\sin 60^\circ = 100 → 12F1+32F1=2F1=100\dfrac{1}{2}F_1 + \dfrac{3}{2}F_1 = 2F_1 = 100 → F1=50F_1 = 50 N

응력 σ=F1A=505=10\sigma = \dfrac{F_1}{A} = \dfrac{50}{5} = 10 N/mm² 이다.

  • 50√3 N 은 CB 쪽 장력 F2F_2 이고 10√3 N/mm² 는 그 응력이므로 AB 쪽 값이 아니다.
  • 55√3 N·55 N 은 평형식에서 나오지 않는 값이며, 15 N/mm² 도 어느 장력을 단면적 5 mm² 로 나눠도 나오지 않는다.

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