아래 그림에서 다음과 같은 조건이 주어졌을 때, F 1 의 힘의 크기는? (단, A 1 =100cm 2 , A 2 =1000cm 2 , F 2 =2000N이다.)

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1[생산자동화기능사 필기] 15년 1회차

아래 그림에서 다음과 같은 조건이 주어졌을 때, F₁의 힘의 크기는? (단, A₁=100cm², A₂=1000cm², F₂=2000N이다.)

200N

400N

2000N

4000N

해설

F₁의 크기는 200N이다.
그림은 단면적 A₁인 작은 피스톤과 단면적 A₂인 큰 피스톤이 밀폐된 유체로 연결되어, 각각 F₁·F₂가 누르는 구조이다. 파스칼의 원리에 따라 두 피스톤 아래의 압력은 같다.
 $\dfrac{F_1}{A_1}=\dfrac{F_2}{A_2}$ 
 $F_1=F_2\times\dfrac{A_1}{A_2}=2000\times\dfrac{100}{1000}$ 
 $F_1=200\,\mathrm{N}$ 
면적비가 1:10이므로 작은 피스톤에는 큰 피스톤 힘의 1/10만 필요하다. 2000N은 면적비를 무시하고 F₂를 그대로 옮긴 값이고, 400N·4000N은 면적비 1:10을 적용해서는 나오지 않는 값이다.

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