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1[생산자동화기능사 필기] 03년 1회차
다음 그림과 같은 스프링에서 스프링 상수는 얼마인가? (단, k1=3kg/cm, k2=2kg/cm, k3=5kg/cm 이다.)
문제 이미지
1
8.5kg/cm
2
5kg/cm
3
6.2kg/cm
4
5.83kg/cm
해설

스프링 전체의 상수는 6.2 kg/cm이다.

그림에서 오른쪽 줄은 k1과 k2가 위아래로 이어진 직렬이다. 이 줄이 왼쪽의 k3와 함께 추 W를 나란히 매단 병렬 구조이다.

직렬 부분: k12=k1k2k1+k2=3×23+2=1.2 kg/cmk_{12}=\dfrac{k_1k_2}{k_1+k_2}=\dfrac{3\times2}{3+2}=1.2\ \mathrm{kg/cm}
병렬 합성: k=k12+k3=1.2+5=6.2 kg/cmk=k_{12}+k_3=1.2+5=6.2\ \mathrm{kg/cm}

  • 5 kg/cm: 왼쪽 k3 하나의 값으로, 오른쪽 직렬 줄의 1.2 kg/cm를 더하지 않았다.
  • 5.83 kg/cm: 직렬 계산에서 13+12≒0.83\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{2}\fallingdotseq0.83을 역수로 바꾸지 않고 k3에 더한 값(5+0.83)과 같아 틀렸다.
  • 8.5 kg/cm: 직렬 먼저 합성하고 병렬로 더한 6.2 kg/cm와 맞지 않는다.

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