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1[컴퓨터응용가공산업기사 필기] 18년 1회차
그림과 같은 스프링장치에서 각 스프링 상수 k1=40N/cm, k2=50N/cm, k3=60N/cm이다, 하중 방향의 처짐이 150mm 일 때 작용하는 하중 P는 약 몇 N 인가?
문제 이미지
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2250
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964
3
389
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243
해설

그림에서 세 스프링이 천장에서 하중까지 한 줄로 이어져 있으므로 직렬 연결이고, 합성 스프링상수로 계산한 하중은 약 243 N이다.

직렬이므로 1k=1k1+1k2+1k3=140+150+160=0.06167\dfrac{1}{k}=\dfrac{1}{k_1}+\dfrac{1}{k_2}+\dfrac{1}{k_3}=\dfrac{1}{40}+\dfrac{1}{50}+\dfrac{1}{60}=0.06167
k≈16.22 N/cmk\approx 16.22\ \mathrm{N/cm}

처짐 150mm는 15cm이므로
P=k δ=16.22×15≈243 NP=k\,\delta=16.22\times 15\approx 243\ \mathrm{N}

세 스프링을 나란히 놓인 것으로 보고 상수를 그냥 더하면 k=150 N/cmk=150\ \mathrm{N/cm}, P=2250 NP=2250\ \mathrm{N}이 나오는데, 그림처럼 위아래로 이어져 같은 하중을 차례로 받는 배치는 병렬이 아니라 직렬이므로 그렇게 계산하면 안 된다.

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