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1[전산응용기계제도기능사 필기] 10년 4회차
그림과 같이 접속된 스프링에 100 N 의 하중이 작용할 때 처짐량은 약 몇 ㎜인가? (단, 스프링 상수 k1은 10N/㎜, K2는 50N/㎜이다.)
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해설

두 스프링이 위아래로 이어 달린 직렬 연결이므로 각 스프링의 처짐을 더하면 12 ㎜가 된다.

직렬에서는 두 스프링에 하중 100 N 이 그대로 걸린다. 위쪽 스프링의 처짐은 δ1=10010=10 mm\delta_1=\dfrac{100}{10}=10\,\mathrm{mm}, 아래쪽은 δ2=10050=2 mm\delta_2=\dfrac{100}{50}=2\,\mathrm{mm} 이다.

따라서 전체 처짐은 δ=δ1+δ2=12 mm\delta=\delta_1+\delta_2=12\,\mathrm{mm}. 합성 스프링 상수로 풀어도 1k=110+150\dfrac{1}{k}=\dfrac{1}{10}+\dfrac{1}{50} 에서 k≈8.33 N/mmk\approx8.33\,\mathrm{N/mm}, δ=1008.33≈12 mm\delta=\dfrac{100}{8.33}\approx12\,\mathrm{mm} 로 같다.

나란히 매단 병렬이라면 k=10+50=60 N/mmk=10+50=60\,\mathrm{N/mm} 이 되어 처짐이 약 1.7 ㎜ 로 훨씬 작아지는데, 그림은 한 줄로 이어 달린 직렬이므로 그 값이 아니다.

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