지름 10mm 스프링강으로 만든 코일스프링에 2kN의 하중을 작용시켜 전단 응력이 250MPa를 초과하지 않도록 하려면 코일의 지름을 어느 정도로 하면 되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)
1.
4cm
2.
5cm
3.
6cm
4.
7cm
정답 : [
2
] 정답률 : 33%
<문제 해설> 정답 2번 맞습니다. τ=16P*R/πd3 식으로 하여 구한다 여기서 코일이지름을 구하는 문제이므로 R(코일이 반지름) 값에 2배를 취해주면 된다 그렇게 되면 250=16x2x103xR/πd3 풀어보면 R 값은 2.454 그러므로 코일의 지름 R값의 2배인 4.954 로 대략 5cm 가 된다. [해설작성자 : 잇찡]
정답 1번 그대로 맞습니다 풀면은 4.9cm가 나오고 5cm를 넣어서 식을 계산해보면 전단응력이 250MPa를 초과하므로 4cm가 되어야하므로 1번 답 맞습니다 [해설작성자 : 칭받아]
[추가 오류 신고] 정답 1번 τ=16P*R/(π*d^3) 의 식으로 전단응력을 구할 수 있으며 R=(1/2)*D 이고 250MPa보다 작아야 합니다. 고로 8P*D/(π*d^3)≤250*10^6 (N/m^2) 이므로 d≤49mm 입니다. // d=10mm P=2kN 이에 만족하는 d는 4cm 입니다. [해설작성자 : 쿠마]
*푸아송비를 고려하여 스트레인 게이지의 압력을 구한 뒤, 막응력 공식을 이용하여 내압을 구하면 됩니다. [해설작성자 : comcbt.com 이용자]
9.
직경이 d이고 길이가 L인 균일한 단면을 가진 직선축이 전체 길이에 걸쳐 토크 t0가 작용할 때, 최대 전단응력은?
1.
2.
3.
4.
정답 : [
3
] 정답률 : 60%
<문제 해설> T=τ×Zp 에서 τ=16to×L/πD3 [해설작성자 : 잇찡]
10.
비틀림 모멘트를 T, 극관성 모멘트를 IP , 축의 길이를 L, 전단 탄성계수를 G라고 할 때, 단위 길이당 비틀림각은?
1.
2.
3.
4.
정답 : [
2
] 정답률 : 68%
<문제 해설> θ(비틀림각)=ＴㆍL/GIp 문제에서는 단위 길이당 비틀림 각이므로 θ/L을 하여 구하면 된다. [해설작성자 : 잇찡]
11.
2축 응력에 대한 모어(Mohr)원의 설명으로 틀린 것은?
1.
원의 중심은 원점의 상하 어디라도 놓일 수 있다.
2.
원의 중심은 원점좌우의 응력축상에 어디라도 놓일 수 있다.
3.
이 원에서 임의의 경사면상의 응력에 관한 가능한 모든 지식을 얻을 수 있다.
4.
공액응력 σn과 σn'의 합은 주어진 두 응력의 합 σx+σy와 같다.
정답 : [
1
] 정답률 : 48%
<문제 해설> 모어원은 수평축을 수직응력,수직축을 전단응력 이로 놓았을때, 모어원 중심은 수평축 선상에 있어야 성립된다.
12.
포아송의 비 0.3, 길이 3m인 원형단면의 막대에 축방향의 하중이 가해진다. 이 막대의 표면에 원주방향으로 부착된 스트레인 게이지가 -1.5×10-4의 변형률을 나타낼 때, 이 막대의 길이 변화로 옳은 것은?
1.
0.135mm 압축
2.
0.135mm 인장
3.
1.5mm 압축
4.
1.5mm 인장
정답 : [
4
] 정답률 : 44%
13.
길이가 L인 균일단면 막대기에 굽힘 모멘트 M이 그림과 같이 작용하고 있을 때, 막대에 저장된 탄성 변형 에너지는? (단, 막대기의 굽힘강성 EI는 일정하고, 단면적은 A이다.)
1.
2.
3.
4.
정답 : [
4
] 정답률 : 48%
14.
주철제 환봉이 축방향 압축응력 40MPa과 모든 반경방향으로 압축응력 10MPa를 받는다. 탄성계수 E=100GPa, 포아송비 v=0.25, 환봉의 직경 d=120mm,길이 L=200mm일 때, 실린더 체적의 변화량 △V는 몇 mm3인가?
1.
-121
2.
-254
3.
-428
4.
-679
정답 : [
4
] 정답률 : 25%
15.
그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터 수평으로 4m만큼 돌출시켜 물을 방출한다. 원관내에 물이 가득차서 방출될 때 자유단의 처짐은 몇 mm인가? (단, 원관 재료의 탄성계수 E = 200GPa, 비중은 7.8이고, 물의 밀도는 1000kg/m3이다.)
1.
9.66
2.
7.66
3.
5.66
4.
3.66
정답 : [
4
] 정답률 : 22%
16.
높이 h, 폭 b인 직사각형 단면을 가진 보 A와 높이 b, 폭 h인 직사각형 단면을 가진 보 B의 단면 2차 모멘트의 비는? (단, h = 1.5b)
<문제 해설> 이상 재열사이클의 경우 터빈출구의 온도를 더 높일 수 있다. 랭킨사이클의 열효율은 초온 초압을 증가시킬수록 높아진다. 열효율을 높이기 위해 초압을 높게 하면 터빈에서 팽창 증의 증기의 건도가 저하되어 터빈 날개를 부식시킨다. 재열사이클은 팽창일을 증대시키고 또 터빈 출구 증기의 건도를 떨어뜨리지 않는 수단으로서 팽창도중의 증기를 뽑아내어 가열장치로 보내 재가열한 후 다시 터빈에 보내는 사이클을 말하며 통상 열효율도 증대된다. [해설작성자 : 코로나 가라]
27.
20℃의 공기(기체상수 R=0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열 Cp= 1.004 kJ/kgㆍK) 3kg이 압력 0.1 MPa에서 등압 팽창하여 부피가 두 배로 되었다. 이 과정에서 공급된 열량은 대략 얼마인가?
1.
약 252 kJ
2.
약 883 kJ
3.
약 441 kJ
4.
약 1765 kJ
정답 : [
2
] 정답률 : 49%
<문제 해설> Q=mCdT 에서 등압팽장(P1=P2) 그러므로 Q=mCpdT 여기서 dT=T2-T1 T2=2×(20+273)K -> 313℃ T1=20℃ m:3kg Cp: Cp= 1.004 kJ/kgㆍK [해설작성자 : 잇찡]
28.
최고온도 1300K와 최저온도 300K 사이에서 작동하는 공기표준 Brayton 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, 압력비는 9, 공기의 비열비는 1.4이다.)
1.
30%
2.
36%
3.
42%
4.
47%
정답 : [
4
] 정답률 : 54%
<문제 해설> Brayton 사이클의 열효율 = 1 - (1 / r ) ^ [(k-1)/k] 이때 r = 압력비, k= 비열비
29.
대기압 하에서 물의 어는 점과 끓는 점 사이에서 작동하는 카르노사이클(Carnot cycle) 열기관의 열효율은 약 몇 %인가?
<문제 해설> 상태량의 종류 1. 강도성(강성적) 상태량 : 물질의 질량에 관계없이 그 크기가 결정되는 상태량 ex) 온도, 비체적, 압력, 밀도 2. 종량성 상태량 : 물질의 질량에 따라 그 크기가 겨정되는 상태량 ex) 내부에너지, 엔탈피, 엔트로피, 체적, 질량 [해설작성자 : 코로나 가라]
31.
카르노 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?
1.
이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 정압과정으로 이루어진다.
2.
이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
3.
이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 정적과정으로 이루어진다.
4.
이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
정답 : [
4
] 정답률 : 49%
<문제 해설> 카로느 사이클 : 2개의 등온과정과 2개의 단열과정으로 이루어지는 가역이상 열기관 사이클로서 최고의 효율을 갖는다. [해설작성자 : 코로나 가라]
32.
대기압 하에서 물질의 질량이 같을 때 엔탈피의 변화가 가장 큰 경우는?
1.
100℃ 물이 100℃ 수증기로 변화
2.
100℃ 공기가 200℃ 공기로 변화
3.
90℃의 물이 91℃ 물로 변화
4.
80℃의 공기가 82℃ 공기로 변화
정답 : [
1
] 정답률 : 56%
<문제 해설> - 엔탈피(H) : 열량을 공급받는 동작유체에 있어서 내부에너지(U)와 유동에너지(PV)의 합을 말한다. 즉, H = U + PV 여기서, 엔탈피가 가장 큰 것은 100℃의 물이 100℃의 수증기로 변화할 때의 유동에너지 즉, 증발열이다. [해설작성자 : 코로나 가라]
33.
온도 T1의 고온열원으로부터 온도 T2의 저온열원으로 열량 Q가 전달될 때 두열원의 총 엔트로피 변화량을 옳게 표현한 것은?
단열된 용기 안에 두 개의 구리 블록이 있다. 블록 A는 10kg, 온도 300K이고, 블록 B는 10kg, 900K이다. 구리의 비열은 0.4kJ/kgㆍK일 때, 두 블록을 접촉시켜 열교환이 가능하게 하고 장시간 놓아두어 최종 상태에서 두 구리 블록의 온도가 같아졌다. 이 과정 동안 시스템의 엔트로피 증가량(kJ/K)은?
1.
1.15
2.
2.04
3.
2.77
4.
4.82
정답 : [
1
] 정답률 : 34%
<문제 해설> 아래와 같은 오류 신고가 있었습니다. 여러분들의 많은 의견 부탁 드립니다. 추후 여러분들의 의견을 반영하여 정답을 수정하도록 하겠습니다. 참고로 정답 변경은 오류 신고 5회 이상일 경우 수정합니다.
[오류 신고 내용] 답: 3번 mC(T1+T2) = 2mCT3 T3 = 600K △S = mCln(T3/T1) = 2.77 [해설작성자 : 혼또니스게]
[오류신고 반론] 답 : 1번 S = S1 + S2 = mCln(Tm/T1)+mCln(Tm/T2) m1C1(Tm-T1)=m2C2(T2-Tm) Tm=600K S1=mCln(Tm/T1)=2.77[KJ/K] S2=mCln(Tm/T2)=-1.62[KJ/K] 따라서 S=S1+S2=2.77-1.62=1.15[KJ/K] [해설작성자 : 이글이글]
[관리자 입니다. 다른 문제집 확인 가능한분 계시면 확인 부탁 드립니다. 신고시 출판사명까지 기제 부탁 드립니다.]
38.
성능계수(COP)가 0.8인 냉동기로서 7200 kJ/h로 냉동하려면, 이에 필요한 동력은?
[오류신고 반론] ℃와 K은 같은 차원이기 때문에 287J/kgㆍ℃ 와 287J/kgㆍK 모두 같은 단위입니다. 오류가 아닙니다. [해설작성자 : 재규]
[추가 오류 신고] 온도의 SI차원은 섭씨가 아닌 K입니다 따라서 문제의 내용상 서로 같은 단위로 출제를 했기에 단위소거법상 답은 3번이지만 출제자의 의도대로라면 켈빈온도로 계산하여야하니 온도 값을 제외한 기체상수 만큼은 287J/kg.K로 표기해야 옳습니다. [해설작성자 : CBT로 바뀌면서 문제오류 있어도 손에들려있는 물증이 없어서 이의제기 못함]
49.
비중이 0.8인 오일을 직경이 10cm인 수평원관을 통하여 1km 떨어진 곳까지 수송하려고 한다. 유량이 0.02m3/s, 동점성계수가 2×10-4m2/s라면 관 1km에서의 손실 수두는 약 얼마인가?
반지름 3cm, 길이 15m, 관마찰계수 0.025인 수평원관 속을 물이 난류로 흐를 때 관 출구와 입구의 압력차가 9800Pa이면 유량은?
1.
5.0m3/s
2.
5.0L/s
3.
5.0cm3/s
4.
0.5L/s
정답 : [
2
] 정답률 : 39%
<문제 해설> 달시 공식 적용 hl=f*l/d*v^2/2*g 압력강하 (p2-p1)=r(감마)*hl=r(감마)*f*l/d*v^2/2*g 9800=9800*0.025*15/0.06*v^2/2*9.8 v=1.77m/s Q=AV=pi*d^2/4*v=5*10^-3m^3/s [해설작성자 : 규짱]
51.
정지상태의 거대한 두 평판 사이로 유체가 흐르고 있다. 이 때 유체의 속도분포(u)가 일 때, 벽면 전단응력은 약 몇 N/m2인가? (단, 유체의 정성계수는 4Nㆍs/m2이며, 평균속도 V는 0.5m/s, 유로 중심으로부터 벽면까지의 거리 h는 0.01m이며, 속도 분포는 유체 중심으로부터의 거리(y)의 함수이다.)
1.
200
2.
300
3.
400
4.
500
정답 : [
3
] 정답률 : 41%
52.
용기에 너비 4m, 깊이 2m인 물이 채워져 있다. 이 용기가 수직 상방향으로 9.8m2/s로 가속될 때, B점과 A점의 압력차 PB-PA는 약 몇 kPa인가?
1.
9.8
2.
19.6
3.
39.2
4.
78.4
정답 : [
3
] 정답률 : 31%
53.
다음 중 점성계수 µ의 차원으로 옳은 것은? (단, M : 질량, L : 길이, T : 시간 이다.)
1.
ML-1T2
2.
ML-2T-2
3.
ML-1T-1
4.
ML-2T
정답 : [
3
] 정답률 : 55%
54.
검사체적에 대한 설명으로 옳은 것은?
1.
검사체적은 항상 직육면체로 이루어진다.
2.
검사체적은 공간상에서 등속 이동하도록 설정해도 무방하다.
3.
검사체적내의 질량은 변화하지 않는다.
4.
검사체적을 통해서 유체가 흐를 수 없다.
정답 : [
2
] 정답률 : 38%
<문제 해설> 검사체적이란 시간에 따라 변하지 않는 공간을 말한다. 즉, 부피만이 고정된 거이며 다른물리량(질량, 운동량, 에너지 등)은 유동적인 공간을 말한다. [해설작성자 : 코로나 가라]
55.
그림과 같은 수문에서 멈춤장치 A가 받는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 수문의 폭은 3m이고, 수은의 비중은 13.6이다.)
1.
37
2.
510
3.
586
4.
879
정답 : [
3
] 정답률 : 30%
<문제 해설> 정수력의 압력중심 y_P=y_c+I_c/(y_c*A) =1+(bh^3/12)/(1*3*2) =1.33 압력차의 압력중심에 의한 토크와 A에 의한 토크가 같으므로 전개후 F에 대해 정리하면 T_A=T_F F*h=P_avg*A*h_P =P_avg*A*(y_P+h_f) F=P_avg*A*(y_P+h_f)/h =(12.6*1000*9.81*1)*(2*3)(1.33+1.2)/3.2 =586kN [해설작성자 : 알과카]
56.
역학적 상사성(相似性)이 성립하기 위해 프루드(Froude)수를 같게 해야 되는 흐름은?
1.
점성 계수가 큰 유체의 흐름
2.
표면 장력이 문제가 되는 흐름
3.
자유표면을 가지는 유체의 흐름
4.
압축성을 고려해야 되는 유체의 흐름
정답 : [
3
] 정답률 : 55%
<문제 해설> 프루우드(Froude)수는 수차, 선박의 파고저항, 조파저항, 개수로, 댐공사, 강에서의 모형실험, 수력도약 등의 자유표면을 갖는 모형실험에 있어서 매우 중요한 무차원수이다. [해설작성자 : 코로나 가라]
57.
다음 중 유동장에 입자가 포함되어 있어야 유속을 측정할 수 있는 것은?
1.
열선속도계
2.
정압피토관
3.
프로펠러 속도계
4.
레이저 도플러 속도계
정답 : [
4
] 정답률 : 42%
<문제 해설> 레이저 도플러 속도계 : 레이저광의 도플러 효과에 의한 속도계를 말하며 도플러 효과란 운동하는 물체로붵 산란되는 빛의 주파수가 물체의 운동속도에 따라 입사광의 주파수에서 시프트하는 현상을 말한다. 이 원리를 이용하여 관속을 흐르는 물이나 공기에 미립자를 혼입시켜 그 유속을 측정하는 정치가 레이저 도플러 속도계이다. [해설작성자 : 코로나 가라]
58.
2차원 직각좌표계(x,y)에서 속도장이 다음과 같은 유동이 있다. 유동장 내의 점(L, L)에서의 유속의 크기는? (단, i, j는 각각 x, y 방향의 단위벡터를 나타낸다.)
회전속도가 2000rpm인 원심 팬이 있다. 방진고무로 탄성 지지시켜 진동 전달률을 0.3으로 하고자 할 때, 정적 수축량은 약 몇 mm 인가? (단, 방진고무의 감쇠계수는 0으로 가정한다.)
1.
0.71
2.
0.97
3.
1.41
4.
2.20
정답 : [
2
] 정답률 : 32%
<문제 해설> 전달율 TR = 1 / ( r^2 - 1 ) = 0.3 여기서 r= 진동수 비 ( w / w_n ) w = 2pi x N / 60 w_n = √(k/m) = √(g/ℓ) 넣고 ℓ 에 관한 식으로 풀면 됩니다 [해설작성자 : comcbt.com 이용자]
94.
타격연습용 투구기가 지상 1.5m 높이에서 수평으로 공을 발사한다. 공이 수평거리 16m를 날아가 땅에 떨어진다면, 공의 발사속도의 크기는 약 몇 m/s인가?
1.
11
2.
16
3.
21
4.
29
정답 : [
4
] 정답률 : 33%
95.
그림에서 질량 100kg의 물체 A와 수평면 사이의 마찰계수는 0.3이며 물체 B의 질량은 30kg이다. 힘 Py의 크기는 시간(t[s])의 함수이며 Py[N]=15t2이다.t는 0s에서 물체 A가 오른쪽으로 2.0m/s로 운동을 시작한다면 t가 5s일 때 이 물체의 속도는 약 몇 m/s인가?
1.
6.81
2.
6.92
3.
7.31
4.
7.54
정답 : [
1
] 정답률 : 27%
<문제 해설> 힘평형 방정식을 세워보면, B의 질량 * g +Py - A의 질량 * g * (마찰계수) = (A질량 + B질량 ) * a 따라서 계산을 해보면 15t^2 = 130 * a 따라서 a = dv/dt = (15/130) * t^2이고 이를 t=0~5 까지 적분을 하면 v(t=5) - 2m/s = (5/130)*5^3 따라서 v(t=5) = 6.81m/s
96.
인장코일 스프링에서 100N의 힘으로 10cm 늘어나는 스프링을 평형 상태에서 5cm만큼 늘어나게 하려면 몇 J의 일이 필요한가?
1.
10
2.
5
3.
2.5
4.
1.25
정답 : [
4
] 정답률 : 29%
97.
x=Aejwt인 조화운동의 가속도 진폭의 크기는?
1.
w2A
2.
wA
3.
wA2
4.
w2A2
정답 : [
1
] 정답률 : 47%
98.
반경이 R인 바퀴가 미끄러지지 않고 구른다. 0점의 속도 에 대한 A점의 속도 의 비는 얼마인가?
1.
VA/V0=1
2.
VA/V0=√2
3.
VA/V0=2
4.
VA/V0=4
정답 : [
3
] 정답률 : 40%
99.
반경이 r인 원을 따라서 각속도 ω, 각가속도 α로 회전할 때 법선방향 가속도의 크기는?
1.
rα
2.
rω
3.
rω2
4.
rα2
정답 : [
3
] 정답률 : 48%
100.
질량 관성모멘트가 7.036kgㆍm2 인 플라이휠이 3600rpm으로 회전할 때, 이 휠이 갖는 운동에너지는 약 몇 kJ인가?
일 때, 벽면 전단응력은 약 몇 N/m2인가? (단, 유체의 정성계수는 4Nㆍs/m2이며, 평균속도 V는 0.5m/s, 유로 중심으로부터 벽면까지의 거리 h는 0.01m이며, 속도 분포는 유체 중심으로부터의 거리(y)의 함수이다.)
