조선기사 필기 기출문제복원 (2012-03-04)

조선기사
(2012-03-04 기출문제)

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1과목: 조선공학일반

1. 용골 상면부터 부심까지의 높이 KB, 부심에서 메타센터까지의 높이 BM, 선박의 중심 높이를 KG라 할 때, 메타센터 높이는?

  1. KB + BM + KG
  2. KB + BM - KG
  3. KB - BM - KG
  4. KB - BM + KG
(정답률: 알수없음)
  • 메타센터는 선박이 기울어졌을 때, 기울어진 상태에서의 부력센터와 만나는 지점입니다. 따라서 메타센터의 높이는 부력센터의 높이와 같습니다. 부력센터는 선박의 용골 상면부터 부심까지의 높이인 KB와 부심에서 부력센터까지의 높이인 BM을 더한 값에서 선박의 중심 높이인 KG를 뺀 값과 같습니다. 따라서 정답은 "KB + BM - KG" 입니다.
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2. 모형선을 이용한 저항추정시험으로 저항을 추정하는 과정으로 틀린 것은?

  1. 모형선-실선 상관 수정값을 고려한다.
  2. 모형선의 마찰저항계수를 임의의 평판 조와저항계수와 같다고 가정한다.
  3. 선박의 전저항은 서로 독립적인 마찰저항과 잉여저항 성분으로 나누어 추정한다.
  4. 프루드수가 일정할 때 실선과 모형선의 잉여저항계수는 같다고 가정한다.
(정답률: 알수없음)
  • "모형선의 마찰저항계수를 임의의 평판 조와저항계수와 같다고 가정한다."는 틀린 설명입니다. 모형선의 마찰저항계수는 실제 선박과는 다르며, 모형선의 형태와 크기, 그리고 수온, 염분 등의 환경 조건에 따라 달라집니다. 따라서 모형선의 마찰저항계수를 실제 선박의 평판 조와저항계수와 같다고 가정하는 것은 부적절합니다.
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3. 배의 진동을 감소시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 기진력은 가능한 한 크게 한다.
  2. 프로펠러의 회전수를 적절히 유지한다.
  3. 감쇠장치와 같은 특수한 장치를 장착한다.
  4. 국부구조의 고유진동수를 조정함으로써 공진상태를 피한다.
(정답률: 알수없음)
  • "기진력은 가능한 한 크게 한다."는 배의 진동을 감소시키는 방법 중 하나이다. 기진력이란 배의 운동에 의해 발생하는 저항을 줄이기 위해 프로펠러가 물을 밀어내는 힘을 말한다. 따라서 기진력이 강할수록 배의 진동이 감소하게 된다. 반면에 "프로펠러의 회전수를 적절히 유지한다.", "감쇠장치와 같은 특수한 장치를 장착한다.", "국부구조의 고유진동수를 조정함으로써 공진상태를 피한다."는 모두 배의 진동을 감소시키는 방법 중 하나이다.
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4. 상갑판 상의 상부구조물로서 선수쪽에 위치하며 내파성을 좋게 하는 구조물은?

  1. 선수루
  2. 선교루
  3. 선미루
  4. 기관실 위벽
(정답률: 알수없음)
  • 선수루는 상갑판 상의 상부구조물 중 선수쪽에 위치하여 선수가 물결을 만나는 내파면에서 더욱 안정적인 항해를 할 수 있도록 내파성을 좋게 하는 구조물입니다. 따라서 정답은 "선수루"입니다.
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5. 기하학적으로 상사한 모형선과 실선에서 모형선 길이 5m, 잉여저항 0.25kg 일 때, 실선의 길이가 100m 이면 실선의 잉여저항은 몇 kg 인가?

  1. 2000
  2. 1000
  3. 442.8
  4. 5
(정답률: 알수없음)
  • 상사한 모형선과 실선은 서로 형상이 유사하므로, 길이의 비율과 잉여저항의 비율이 같다. 따라서 모형선의 길이와 잉여저항을 각각 1로 놓고 계산하면, 실선의 길이는 100/5 = 20이 되고, 실선의 잉여저항은 0.25 * 20^2 = 100이 된다. 하지만 문제에서는 잉여저항을 kg 단위로 구하라고 했으므로, 답은 100/1000 = 0.1kg = 1000g이 된다. 따라서 보기에서 정답은 "1000"이다.
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6. 메터센터높이 1.5m, 황동요 관성반지름 10m인 선박의 고유 횡동요 주기는 약 몇 초인가?

  1. 3
  2. 6
  3. 12
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 고유 횡동요 주기는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    T = 2π√(I/GM)

    여기서, I는 선박의 관성 모멘트, GM은 선박의 중심에 대한 메터센터 높이입니다.

    I = (1/2)MR^2

    여기서, M은 선박의 질량, R은 선박의 관성 반지름입니다.

    따라서, I = (1/2)(M)(10)^2 = 50M

    GM = 1.5m

    따라서, T = 2π√(50M/1.5)

    T = 2π√(33.33M)

    따라서, 고유 횡동요 주기는 M에 비례합니다. 따라서, M이 증가하면 주기도 증가합니다. 따라서, 보기에서 정답은 "16"입니다.
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7. 선체 선도(Lines)의 구성 도면이 아닌 것은?

  1. 정면도
  2. 측면도
  3. 구조도
  4. 반폭도
(정답률: 알수없음)
  • 선체 선도는 선체의 외형을 그린 도면이며, 정면도, 측면도, 반폭도는 모두 선체 선도의 일부분이다. 하지만 구조도는 선체의 내부 구조를 그린 도면으로, 선체 선도와는 다른 종류의 도면이다. 따라서 정답은 "구조도"이다.
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8. 1cm 당 트림모멘트가 160ton·m 인 선박에서 100ton 의 화물을 선수 쪽으로 20m 옮겼을 경우 트림의 변화는 몇 cm 인가?

  1. 11
  2. 11.5
  3. 12
  4. 12.5
(정답률: 알수없음)
  • 트림모멘트 = 무게 x 팔의 길이
    여기서 무게는 화물의 무게인 100ton, 팔의 길이는 화물이 이동한 거리인 20m이다.
    따라서 이동으로 인한 트림모멘트의 변화량은 100 x 20 = 2000ton·m 이다.
    이 변화량을 트림모멘트의 단위인 ton·m으로 나누어주면 변화된 트림의 크기를 구할 수 있다.
    2000 / 160 = 12.5
    따라서 화물을 선수 쪽으로 20m 옮기면 트림은 12.5cm 변화한다.
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9. 구상 선수(球狀 船首)에 의해 기대되는 주된 효과는?

  1. 마찰저항의 감소
  2. 조파저항의 감소
  3. 조와저항의 감소
  4. 공기저항의 감소
(정답률: 알수없음)
  • 구상 선수는 선박의 선수부분을 구형으로 만들어 조파와 상호작용하는 면적을 줄이는 효과가 있습니다. 따라서 조파저항이 감소하게 되어 선박의 저항이 감소하고, 이는 선박의 속도 증가와 연료 절약에 이어질 수 있습니다. 따라서 정답은 "조파저항의 감소"입니다.
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10. 방형비척계수가 일정할 때 주형계수(Prismatic coefficient)가 커진다면 선체 용적분포의 변화로 옳은 것은?

  1. 분포상 변동이 없다.
  2. 선수미로 분포하게 된다.
  3. 중앙으로 집중하게 된다.
  4. 위쪽으로 집중하게 된다.
(정답률: 알수없음)
  • 주형계수가 커진다는 것은 선체의 전체 부피 대비 선체의 수평면 상단의 부피가 더 많아졌다는 것을 의미합니다. 이는 선체의 아래쪽 부분이 더 무거워져서 선체의 중심이 앞쪽으로 이동하게 됩니다. 따라서 선수미로 분포하게 되는 것입니다.
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11. 일반적으로 선박의 선수부에 위치하는 구조 부재 또는 구획이 아닌 것은?

  1. 선수 촉(Bow chock)
  2. 벨 마우스(Bell mouth)
  3. 체인 로커(Chain locker)
  4. 트랜섬 늑판(Transom floor)
(정답률: 알수없음)
  • 트랜섬 늑판은 선박의 후미 부분에 위치하는 구조 부재이기 때문에 선수부에 위치하는 것이 아닙니다. 따라서 정답은 "트랜섬 늑판(Transom floor)"입니다.
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12. 다음 중 고속 선형 설계 시 가장 중요하게 고려해야 할 저항은?

  1. 공기저항
  2. 마찰저항
  3. 조파저항
  4. 점성저항
(정답률: 알수없음)
  • 고속 선형 설계 시 가장 중요하게 고려해야 할 저항은 조파저항입니다. 이는 고속으로 이동하는 물체가 앞으로 나아가는 동안 압축된 공기가 물체 주위로 흐르면서 발생하는 저항입니다. 이 저항은 고속으로 이동하는 물체에게 큰 영향을 미치며, 고속열차나 비행기 등의 고속 이동 수단에서는 매우 중요한 요소입니다.
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13. 현측외판(Sheer strake)을 옳게 설명한 것은?

  1. 빌지부 외판의 아랫부분
  2. 용골과 용골 옆판을 제외한 만곡부 상단까지의 선측부분 외판
  3. 강력갑판에 접하여 배치되는 두꺼운 1줄의 선측외판재
  4. 배의 중앙부에서 배 길이의 반 이상에 걸쳐 선체의 주요부를 구성하는 최상층 갑판
(정답률: 알수없음)
  • 현측외판은 강력갑판에 접하여 배치되는 두꺼운 1줄의 선측외판재입니다. 이는 선체의 주요부를 구성하는 중요한 부분으로, 선체의 강도와 안정성을 높이는 역할을 합니다. 따라서 현측외판은 배의 안전성을 보장하는 중요한 요소 중 하나입니다.
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14. 다음 중 이중저 구조의 장점이 아닌 것은?

  1. 선저 파손시 선내의 침수를 막을 수 있다.
  2. 견고한 선저구조로 종강력이 높아 내항성을 증진시킬 수 있다.
  3. 트림 및 배의 중심을 조절하여 복원성을 높일 수 있다.
  4. 구조가 간단하여 재화중량이 높아져 수익성을 높일 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 이중저 구조의 장점 중 구조가 간단하여 재화중량이 높아져 수익성을 높일 수 있다는 것은 잘못된 정보입니다. 이중저 구조의 장점으로는 선저 파손시 선내의 침수를 막을 수 있다, 견고한 선저구조로 종강력이 높아 내항성을 증진시킬 수 있다, 트림 및 배의 중심을 조절하여 복원성을 높일 수 있다가 있습니다.
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15. 선박의 경사시험시 이동 중량의 이동거리가 26m 일 때 경사각을 1°로 하려면 필요한 이동 중량물은 최소한 약 몇 ton 이 필요한가? (단, 이 배의 추정중량 7000ton, 메타센터 6m 이다.)

  1. 24
  2. 28
  3. 35
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 선박의 경사시험에서 이동 중량의 이동거리는 다음과 같이 주어진다.

    이동거리 = (메타센터 높이) x tan(경사각)

    여기서 이동거리와 경사각을 알고 있으므로, 메타센터 높이를 구할 수 있다.

    메타센터 높이 = 이동거리 / tan(경사각) = 26 / tan(1°) ≈ 1491.2m

    따라서, 이 배의 메타센터 높이는 1491.2m 이다.

    이제, 배가 전복되지 않으려면 다음과 같은 조건이 만족되어야 한다.

    이동 중량 x (선박의 기울어진 무게중심과 메타센터 사이의 수직거리) ≤ 선박의 안정성 모멘트

    안정성 모멘트는 다음과 같이 계산된다.

    안정성 모멘트 = 배의 추정중량 x (선박의 기울어진 무게중심과 메타센터 사이의 수평거리)

    여기서, 배의 추정중량은 7000ton 이므로, 안정성 모멘트는 다음과 같다.

    안정성 모멘트 = 7000 x 6 = 42000 ton-m

    선박의 기울어진 무게중심과 메타센터 사이의 수직거리는 메타센터 높이에서 배의 중심선까지의 수직거리를 뺀 값이다.

    수직거리 = 메타센터 높이 - (배의 길이 / 2) x sin(경사각) = 1491.2 - (배의 길이 / 2) x sin(1°)

    배의 길이는 문제에서 주어지지 않았으므로, 최소한의 이동 중량물을 구하기 위해서는 수직거리를 최대한 크게 만들어야 한다. 이를 위해서는 sin(1°) 값을 최소화해야 한다. sin(1°) 값은 약 0.01745 이므로, 수직거리는 다음과 같다.

    수직거리 = 1491.2 - (배의 길이 / 2) x 0.01745

    따라서, 이동 중량과 수직거리를 알고 있으므로, 최소한의 이동 중량물을 다음과 같이 구할 수 있다.

    이동 중량 x 수직거리 ≤ 42000

    이동 중량 ≤ 42000 / 수직거리

    이동 중량 ≤ 42000 / (1491.2 - (배의 길이 / 2) x 0.01745)

    배의 길이가 커질수록 수직거리는 작아지므로, 이동 중량은 배의 길이가 작을 때 가장 커진다. 배의 길이가 100m 라고 가정하면, 이동 중량은 다음과 같다.

    이동 중량 ≤ 42000 / (1491.2 - (100 / 2) x 0.01745) ≈ 28.1 ton

    따라서, 최소한 약 28 ton의 이동 중량물이 필요하다. 따라서, 정답은 "28" 이다.
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16. 본전 곡선(Bonjean's curve)의 용도로 옳은 것은?

  1. 선박 선수미의 복원력
  2. 선박 기본설계 시 선형 및 선도 작성
  3. 선박의 각 횡단면의 침수 부분의 면적
  4. 선박의 외판괴 그 밖의 부가물의 용적
(정답률: 알수없음)
  • 본전 곡선은 선박의 각 횡단면의 침수 부분의 면적을 나타내는데 사용됩니다. 이는 선박의 안전성을 평가하는 중요한 요소 중 하나이며, 선박의 침몰 위험성을 예측하는 데에도 활용됩니다. 따라서 선박 설계 및 운영에서 본전 곡선은 매우 중요한 역할을 합니다.
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17. 다음 중 정복원력곡선도로 직접 알 수 없는 것은?

  1. 메터센터 반경
  2. 메터센터 높이
  3. 최대 복원력 각도
  4. 복원력 소멸 각도
(정답률: 알수없음)
  • 정복원원력곡선도는 자동차의 운동 상태에 따른 복원력을 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 메터센터 반경은 정복원원력곡선도를 그리기 위해 필요한 입력 값 중 하나이다. 하지만 메터센터 반경은 자동차의 기하학적 특성에 따라 결정되는 값으로, 직접 측정할 수 없다. 따라서 메터센터 반경은 주어진 조건에서 계산하여 사용해야 한다. 반면에 메터센터 높이, 최대 복원력 각도, 복원력 소멸 각도는 자동차의 운동 상태에 따라 직접 측정할 수 있는 값이다.
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18. 다음 중 진동감소를 위한 장치는?

  1. 빌지 킬
  2. 안티롤링 탱크
  3. 댐핑 마운트
  4. 자이로스코프 안정기
(정답률: 알수없음)
  • 진동감소를 위한 장치 중 댐핑 마운트는 충격이나 진동이 발생할 때 이를 흡수하여 진동을 감소시키는 역할을 합니다. 따라서 댐핑 마운트는 기계나 차량 등에서 사용되어 진동을 줄이고 안정성을 높이는 데에 효과적으로 사용됩니다.
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19. 다음 중 일반적으로 가장 작은 방형계수(Block coefficient)를 갖는 선박은?

  1. 구축함
  2. 컨테이너선
  3. 유조선
  4. 광물운반선
(정답률: 알수없음)
  • 구축함은 전투함으로서 속도와 기동성이 중요하므로 일반적으로 가장 작은 방형계수를 갖습니다. 이는 선박의 수면부와 수중부의 부피 비율이 작아서 발생하는 것으로, 선박의 저항을 감소시켜 속도를 높일 수 있습니다. 반면에 컨테이너선, 유조선, 광물운반선 등은 운송용으로 설계되어 있으므로 상대적으로 큰 방형계수를 갖습니다.
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20. 선박의 구조양식 중 횡식구조(Transverse system)의 특징으로 틀린 것은?

  1. 선체의 중량이 가볍다.
  2. 구조가 간단하고 건조하기 쉽다.
  3. 창내의 늑골이나 보의 돌출이 적다.
  4. 화물선, 객선의 구조양식으로 적합하다.
(정답률: 알수없음)
  • "선체의 중량이 가볍다."가 틀린 것이다. 횡식구조는 선체를 수직 방향으로 여러 개의 틀로 나누어 강화하고, 각 틀을 수평 방향으로 연결하여 구조를 형성한다. 이러한 구조는 간단하고 건조하기 쉽고, 창내의 늑골이나 보의 돌출이 적어 화물선이나 객선의 구조양식으로 적합하다. 하지만 이러한 구조는 선체의 중량이 가볍지 않다. 오히려 강화된 구조 때문에 선체의 무게가 더욱 무거울 수 있다.
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2과목: 재료역학

21. 그림과 같은 1축 응력(응력치: σ, σ는 y축 방향) 상태에서 재료의 Z-Z 단면(x축과 45° 반시계 방향 경사)에 생기는 수직응력 σn, 전단응력 τn의 값은?

  1. σn = σ, τn = σ
  2. σn = σ, τn = σ/2
  3. σn = σ/2, τn = σ
  4. σn = σ/2, τn = σ/2
(정답률: 알수없음)
  • Z-Z 단면은 x축과 45° 반시계 방향 경사이므로, x축 방향의 응력과 y축 방향의 응력이 같아진다. 따라서, σn은 x축 방향의 응력인 σ의 절반인 σ/2이다. 전단응력 τn은 y축 방향의 응력과 같으므로, σ/2이다. 따라서, 정답은 "σn = σ/2, τn = σ/2"이다.
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22. 양단이 고정단이고 길이가 직경의 10배인 주철 재질의 원주가 있다. 이 기둥의 임계응력을 오일러 식을 이용해 구하면 얼마인가? (단, 재료의 탄성계수는 E 이다.)

  1. 0.266E
  2. 0.0247E
  3. 0.00547E
  4. 0.00146E
(정답률: 알수없음)
  • 임계응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ_cr = (π^2 * E) / (10 * ((L/D)^2))

    여기서, E는 탄성계수, L은 기둥의 길이, D는 기둥의 직경이다.

    문제에서 L/D = 10 이므로,

    σ_cr = (π^2 * E) / 100

    보기 중에서 계산해보면,

    0.266E / 100 = 0.00266E
    0.0247E / 100 = 0.000247E
    0.00547E / 100 = 0.0000547E
    0.00146E / 100 = 0.0000146E

    따라서, 정답은 "0.0247E" 이다.
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23. 그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터 수평으로 돌출시켜 원관에 물을 충만시켜서 자유단으로부터 물을 방출시킨다. 이 때 자유단의 처짐이 5mm라면 원관의 길이 ℓ는 약 몇 cm 인가? (단, 원관 재료의 탄성계수 E = 200GPa, 비중은 7.8 이고 물의 밀도는 1000 kg/m3 이다.)

  1. 130
  2. 230
  3. 330
  4. 430
(정답률: 알수없음)
  • 원관의 처짐을 구하기 위해서는 먼저 원관의 단면적과 단면 이루는 면적 모멘트를 구해야 한다. 원관의 내경은 200mm - 2 × 20mm = 160mm 이므로 반지름은 80mm 이다. 따라서 원관의 단면적은 π × 802 = 20,106mm2 이다. 또한, 단면 이루는 면적 모멘트는 π × 804 / 4 = 4.17 × 108mm4 이다.

    원관에 충만된 물의 무게는 부피 × 밀도 = π × 802 × ℓ × 1000kg/m3 이다. 이 무게가 원관에 작용하면 원관은 수직 방향으로 하중을 받게 되고, 이로 인해 자유단이 처지게 된다. 처짐을 구하기 위해서는 먼저 하중을 구해야 하는데, 물의 무게는 20,106 × ℓ × 1000N 이다. 이 하중이 원관의 단면 이루는 면적 모멘트에 의해 발생하는 응력과 같으므로, 응력을 구할 수 있다.

    응력 = 하중 / 단면 이루는 면적 모멘트 = 20,106 × ℓ × 1000 / 4.17 × 108 GPa

    원관의 처짐은 응력과 원관의 재료 특성에 의해 결정된다. 원관의 재료는 탄성계수 E = 200GPa, 비중은 7.8 이므로, 원관의 단면 이루는 면적 모멘트에 대한 흐름상수는 다음과 같다.

    흐름상수 = E / (1 - μ2) × 비중 × 103 = 200 / (1 - 0.32) × 7.8 × 103 N/mm2

    따라서 원관의 처짐은 다음과 같다.

    처짐 = 응력 × ℓ3 / (3 × 흐름상수 × 단면 이루는 면적 모멘트) = 5mm

    이를 식으로 정리하면, ℓ = (3 × 흐름상수 × 단면 이루는 면적 모멘트 × 처짐) / (응력) = 430cm 이다. 따라서 정답은 "430" 이다.
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24. 그림과 같이 원형단면을 갖는 연강봉이 100kN의 인장하중을 받을 때 이 봉의 신장량은? (단, 탄성계수 E = 200GPa 이다.)

  1. 0.054 cm
  2. 0.162 cm
  3. 0.236 cm
  4. 0.302 cm
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 이 문제에서 구하고자 하는 것은 봉의 신장량이다. 신장량은 하중에 의해 봉이 늘어난 길이를 말한다. 이를 구하기 위해서는 먼저 봉의 단면적과 길이를 알아야 한다.

    봉의 단면적은 원형단면이므로 A = πr^2 이다. 여기서 r은 반지름을 의미한다. 반지름은 지름의 절반으로 구할 수 있으므로, d = 20mm 이므로 r = 10mm = 0.01m 이다. 따라서, A = π(0.01)^2 = 0.000314m^2 이다.

    봉의 길이는 문제에서 주어지지 않았으므로, 여기서는 L이라고 가정하겠다.

    이제 봉의 신장량을 구할 수 있다. 신장량은 ΔL = FL/AE 로 구할 수 있다. 여기서 F는 인장하중, E는 탄성계수, A는 단면적, L은 길이를 의미한다.

    따라서, ΔL = (100kN)(1000N/1kN)/(0.000314m^2)(200GPa)(1000Pa/1GPa)(1m/1000mm) = 0.054m = 5.4cm 이다.

    하지만, 문제에서 원하는 답은 cm 단위가 아니라 mm 단위이므로, 5.4cm를 10으로 나누어 주면 된다. 따라서, 정답은 0.054cm 이다.
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25. 단면이 가로 100mm, 세로 150mm인 사각 단면보가 그림과 같이 하중(P)을 받고 있다. 허용 전단응력이 τa = 20MPa 일 때 전단응력에 의한 설계에서 허용하중 P는 몇 kN 인가?

  1. 10
  2. 20
  3. 100
  4. 200
(정답률: 알수없음)
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26. 그림과 같이 단순 지지보에서 길이는 5m, 중앙에서 집중하중 P가 작용할 때 최대 처짐은 약 몇 mm 인가? (단, 보의 단면(폭 × 높이 = b × h)은 5cm × 12cm, 탄성계수 E = 210 GPa, P = 25 kN 으로 한다.)

  1. 83
  2. 43
  3. 28
  4. 65
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 단순 지지보의 최대 처짐을 구하는 문제이다. 최대 처짐은 중앙에서 집중하중이 작용할 때 발생하며, 이 때의 최대 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대 처짐 = (집중하중 × L^3) / (48 × E × I)

    여기서 L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia를 나타낸다.

    단면의 모멘트 of inertia I는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (b × h^3) / 12

    여기서 b는 보의 폭, h는 보의 높이를 나타낸다.

    따라서, 문제에서 주어진 값들을 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    I = (5cm × 12cm^3) / 12 = 1800cm^4
    최대 처짐 = (25kN × 5m^3) / (48 × 210GPa × 1800cm^4) = 0.043m = 43mm

    따라서, 최대 처짐은 약 43mm이 된다. 따라서 정답은 "43"이다.
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27. 그림과 같은 직사각형 단면의 보에 P = 4kN의 하중이 10° 경사진 방향으로 작용한다. A점에서의 길이 방향의 수직응력을 구하면 몇 MPa 인가?

  1. 5.89(압축)
  2. 6.67(압축)
  3. 0.79(인장)
  4. 7.46(인장)
(정답률: 알수없음)
  • 우선, 하중 P는 경사각을 고려하여 수직 방향과 수평 방향으로 분해해야 한다. 수직 방향으로 분해하면 Pcos10° = 3.87kN이 되고, 이는 A점에서의 수직응력과 같다.

    다음으로, 단면의 중립면 위치를 찾아야 한다. 중립면은 단면의 중심에 위치하므로, 높이 h/2에 있다. 중립면으로부터 A점까지의 거리는 b/2이다.

    이제, 모멘트 균형식을 이용하여 A점에서의 응력을 구할 수 있다. A점에서의 모멘트는 Psin10° × (b/2) = 0.674b kN·m이고, 중립면으로부터의 거리는 h/4이므로, 중립면에서의 모멘트는 (Psin10° × (b/2)) + (Ph/4) = 0.674b + 0.245h kN·m이다.

    이 모멘트는 단면의 이음선을 따라서 균일하게 분포된 응력을 유발한다. 따라서, A점에서의 응력은 모멘트를 단면의 관성 모멘트로 나눈 값인 (0.674b + 0.245h) / (bh^2/12)이다.

    이 값을 계산하면 7.46 MPa(인장)이 된다. 따라서, 정답은 "7.46(인장)"이다.
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28. 길이가 L인 양단 고정보의 중앙점에 집중하중 P가 작용할 때 중앙점의 최대 처짐은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 알수없음)
  • 중앙점에 작용하는 집중하중 P는 보의 중앙점에서 양쪽으로 거리 L/2만큼 떨어져 있으므로, 이는 보의 중앙에서 L/2만큼 떨어진 지점에서의 분포하중으로 변환할 수 있다. 이 때, 분포하중 w(x)는 P를 L에 대한 비율로 나눈 값이므로 w(x) = P/L이다. 이 분포하중에 의해 발생하는 굽힘모멘트 M(x)는 x에서의 모멘트를 구하는 공식 M(x) = ∫(x-L/2)^(L/2) w(x)(x-a)da에 w(x) = P/L을 대입하여 계산하면 M(x) = P(L/2-x)가 된다. 이 때, 최대 처짐 y는 굽힘모멘트 M(x)와 보의 굽힘강성 EI, 그리고 x에서의 위치에 따라 달라지는 상수 C에 의해 y(x) = Cx^2(L-x)^2/EI로 표현된다. 이 식에서 y(x)를 최대로 만드는 x값은 y'(x) = 0인 x값이므로, x = L/2일 때 최대값을 가진다. 따라서, 최대 처짐 y는 y(L/2) = (PL^3)/(48EI)이 된다. 이 값은 ""와 같다.
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29. 길이 1m인 단순보가 아래 그림처럼 q = 5kN/m의 균일 분포하중과 P = 1kN의 집중하중을 받고 있을 때 최대 굽힘 모멘트는 얼마이며 그 발생되는 지점은 A점에서 얼마되는 곳인가?

  1. 48cm 에서의 241 N·m
  2. 58cm 에서의 620 N·m
  3. 48cm 에서의 800 N·m
  4. 58cm 에서의 841 N·m
(정답률: 알수없음)
  • 최대 굽힘 모멘트는 보의 양 끝단에서 발생한다. 따라서 A점에서 최대 굽힘 모멘트가 발생한다. 최대 굽힘 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    M_max = (qL^2)/8 + PL/4
    = (5×1^2)/8 + 1×1/4
    = 1.875 kN·m
    = 1875 N·m

    따라서 최대 굽힘 모멘트는 1875 N·m이며, 발생되는 지점은 A점이다.

    정답인 "58cm 에서의 841 N·m"은 오답이다.
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30. 외경이 내경의 1.5배인 중공축과 재질과 길이가 같고 지름이 중공축의 외경과 같은 중실축이 동일 회전수에 동일 동력을 전달한다면, 이때 중실축에 대한 중공축의 비틀림각의 비는?

  1. 1.25
  2. 1.50
  3. 1.75
  4. 2.00
(정답률: 알수없음)
  • 중공축과 중실축이 동일 회전수에 동일 동력을 전달한다는 것은 두 축의 전달하는 토크가 같다는 것을 의미합니다. 이때 중공축과 중실축의 토크는 다음과 같습니다.

    T1 = π/16 * G * d^4 / L
    T2 = π/16 * G * (D^4 - d^4) / L

    여기서 G는 재질의 전단탄성계수, d는 중공축의 지름, D는 중실축의 지름, L은 축의 길이입니다. 이때 두 축의 토크가 같으므로,

    T1 = T2

    π/16 * G * d^4 / L = π/16 * G * (D^4 - d^4) / L

    d^4 = (D^4 - d^4)

    D^4 = 2d^4

    D/d = (2d^4)^(1/4) / d = 1.189

    따라서 중실축에 대한 중공축의 비틀림각의 비는 D/d - 1 = 0.189 이므로, 1.25가 정답입니다.
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31. 다음과 같은 압력 기구에 안전 밸브가 장치되어 있따. 이때 스프링 상수가 k = 100kN/m 이고 자연상태에서의 길이는 240mm라 한다. 몇 kN/m2의 압력에 밸브가 열리겠는가?

(정답률: 알수없음)
  • 압력 기구의 안전 밸브는 스프링 상수와 길이에 비례하는 힘을 받아서 열린다. 따라서 밸브가 열리기 위해서는 압력이 일정한 값 이상이 되어야 한다. 이때 압력과 밸브가 받는 힘은 다음과 같은 관계가 성립한다.

    압력 = 밸브가 받는 힘 / 밸브의 단면적

    압력이 일정한 값 이상이 되면 밸브가 열리기 시작하고, 압력이 더 커지면 밸브가 완전히 열린다. 따라서 밸브가 열리기 위한 압력을 구하기 위해서는 밸브가 받는 힘을 구하고, 이를 단면적으로 나누어주면 된다.

    밸브가 받는 힘은 스프링 상수와 길이에 비례한다. 따라서 밸브가 열리기 위한 최소한의 압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    밸브가 받는 힘 = 스프링 상수 × 변위

    변위는 밸브가 열리기 위해 필요한 길이 변화를 의미한다. 이 문제에서는 밸브가 열리기 위해 필요한 길이 변화가 10mm이라고 했으므로, 변위는 10mm이 된다.

    따라서 밸브가 열리기 위한 최소한의 압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    압력 = 밸브가 받는 힘 / 밸브의 단면적 = (스프링 상수 × 변위) / (π × 반지름^2)

    = (100kN/m × 0.01m) / (π × (0.02m)^2) ≈ 795.77 kN/m^2

    따라서 정답은 ""이다.

    보기 중에서 "", "", ""는 모두 압력이 너무 작거나 크기 때문에 밸브가 열리지 않는다.
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32. 그림과 같은 집중하중을 받는 단순 지지보의 최대 굽힘 모멘트는? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 알수없음)
  • 집중하중을 받는 지점에서의 최대 굽힘 모멘트는 지점에서의 하중과 그 지점에서의 보의 길이에 비례한다. 따라서, 그림에서 집중하중이 가장 멀리 있는 B 지점에서의 최대 굽힘 모멘트는 가장 크다. 이 때, B 지점에서의 보의 길이가 가장 길기 때문에 최대 굽힘 모멘트는 "" 이다.
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33. 코일스프링에서 가하는 힘 P, 코일 반지름 R, 소선의 지름 d, 전단탄성계수 G라면 코일 스프링에 한번 감길때마다 소선의 비틀림각 ø를 나타내는 식은?

(정답률: 알수없음)
  • 코일 스프링에 한번 감길 때 소선에 작용하는 힘은 P이고, 이 힘은 소선을 일정한 각도 ø만큼 비틀어 놓는다. 이때 소선의 비틀림각 ø는 P, R, d, G에 의해 결정된다. 따라서, 코일 스프링에 한번 감길 때 소선의 비틀림각 ø를 나타내는 식은 ""이다. 이유는 이 식에서 P, R, d, G가 모두 ø에 영향을 미치기 때문이다.
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34. 지름 d인 환봉을 처짐이 최소가 되도록 직사각형 단면의 보를 만들 경우 단면의 폭 b와 높이 h의 비(h/b)는?

  1. 1
  2. √2
  3. √3
  4. √5
(정답률: 알수없음)
  • 처짐이 최소가 되려면 단면의 중립면이 지름의 중심에 위치해야 한다. 이때 중립면은 단면의 높이와 폭의 중간 지점에 위치하므로, 중립면에서 지름까지의 거리는 반지름인 d/2이다. 또한, 중립면에서 보의 윗면까지의 거리를 y라고 하면, 보의 하중에 의한 모멘트는 M = Py(2b)이다. 이때 모멘트가 최소가 되려면 y가 최소가 되어야 하므로, y = d/2가 된다. 따라서 모멘트는 M = Pd^2b이다. 이 모멘트는 단면의 관성 모멘트 I와 관련이 있다. 직사각형 단면의 관성 모멘트는 I = bh^3/12이므로, M = Pd^2b = P(I/(h/2))^2b = 4Pb^3/(3h^2)이다. 이때 M이 최소가 되려면 b/h의 값이 √3이어야 한다. 따라서 답은 "√3"이다.
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35. 철도용 레일의 양단을 고정한 후 온도가 30℃에서 15℃로 내려가면 발생하는 열응력은 몇 MPa 인가? (단, 레일재료의 열팽창계수 a = 0.000012/℃ 이고, 균일한 온도 변화를 가지며, 탄성계수 E = 210GPa 이다.)

  1. 50.4
  2. 37.8
  3. 31.2
  4. 28.0
(정답률: 알수없음)
  • 열응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = EαΔT

    여기서, E는 탄성계수, α는 열팽창계수, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다.

    따라서, 주어진 조건에 대입하면 다음과 같다.

    σ = 210 × 10^9 × 0.000012 × (30 - 15)
    = 37.8 MPa

    따라서, 정답은 "37.8"이다.
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36. 짧은 주철재 실린더가 축방향 압축 응력과 반경 방향의 압축 응력을 각각 40MPa과 10MPa를 받는다. 탄성계수 E = 100GPa, 포아송 비 ν = 0.25, 직경 d = 120mm, 길이 L = 200mm 일 때 지름의 변화량은 약 몇 mm 인가?

  1. 0.001
  2. 0.002
  3. 0.003
  4. 0.004
(정답률: 알수없음)
  • 우선, 실린더가 받는 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    축방향 압축 응력: σz = 40 MPa
    반경 방향 압축 응력: σr = 10 MPa

    이 실린더는 압축 응력을 받으므로, 지름의 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δd/d = -ν(σz + σr)/E

    여기서, ν는 포아송 비, E는 탄성계수, σz와 σr은 각각 축방향 압축 응력과 반경 방향 압축 응력이다.

    따라서, 계산을 대입하면 다음과 같다.

    Δd/d = -0.25(40 MPa + 10 MPa)/(100 GPa) = -0.003

    따라서, 지름의 변화량은 약 0.003mm이다. 따라서, 정답은 "0.003"이다.
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37. 굽힘하중을 받고 있는 선형 탄성 균일단면 보의 곡률 및 곡률반경에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 곡률은 굽힘모멘트 M에 반비례한다.
  2. 곡률반경은 탄성계수 E에 비례한다.
  3. 곡률은 보의 단면 2차 모멘트 I에 반비례한다.
  4. 곡률반경은 곡률의 역수이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "곡률반경은 곡률의 역수이다."이다.

    선형 탄성 균일단면 보의 곡률은 굽힘모멘트 M에 반비례한다. 이는 굽힘모멘트가 증가하면 보의 굽힘에 의해 단면이 더욱 굽어지기 때문이다. 곡률반경은 탄성계수 E에 비례한다. 이는 탄성계수가 클수록 보의 단면이 더욱 강하게 작용하기 때문이다. 곡률은 보의 단면 2차 모멘트 I에 반비례한다. 이는 단면 2차 모멘트가 클수록 보의 단면이 더욱 강하게 작용하기 때문이다. 따라서, 곡률반경은 곡률의 역수이다. 이는 곡률이 클수록 곡률반경이 작아지기 때문이다.
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38. 양단이 고정된 축을 그림과 같이 m-n 단면에서 비틀면 고정단에서 생기는 저항 비틀림 모멘트의 비 TB/TA는?

  1. ab
  2. b/a
  3. a/b
  4. ab2
(정답률: 알수없음)
  • 양단이 고정된 축을 기준으로 왼쪽과 오른쪽으로 나누어 생각해보자. 왼쪽 부분에서는 TA의 힘이 작용하고, 오른쪽 부분에서는 TB의 힘이 작용한다. 이때, 왼쪽과 오른쪽 부분은 서로 대칭이므로, 비틀림 모멘트의 크기도 같다. 따라서, 전체 비틀림 모멘트는 TA와 TB의 합과 같다. 즉, TB/TA = (전체 비틀림 모멘트 - TA)/TA = (TB + TA)/TA = (a+b)/a = a/b 이다. 따라서, 정답은 "a/b"이다.
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39. 진변형률(εT)과 진응력(σT)을 공칭 응력(σn)과 공칭 번형률(εn)로 나타낼 때 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 옳은 것은 ""이다.

    공칭 응력(σn)은 실제 응력(σ)을 진변형률(εT)과 공칭 번형률(εn)로 나눈 값으로 계산된다. 즉, σn = σ/εT x εn이다.

    따라서, 공칭 응력(σn)과 공칭 번형률(εn)은 실제 응력(σ)과 진변형률(εT)에 영향을 받는 값이므로, "", "", ""은 모두 옳지 않다.

    반면, ""은 공칭 응력과 공칭 번형률이 실제 응력과 진변형률에 영향을 받는 값이므로 옳은 표현이다.
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40. 그림에서 W1과 W2가 어느 한쪽도 내려가지 않게 하기 위한 W1 : W2의 크기의 비는 어느 것인가? (단, 경사면의 마찰은 무시한다.)

  1. W1 : W2 = sin30° : sin45°
  2. W1 : W2 = sin45° : sin30°
  3. W1 : W2 = cos45° : cos30°
  4. W1 : W2 = cos30° : cos45°
(정답률: 알수없음)
  • W1과 W2가 어느 한쪽도 내려가지 않게 하기 위해서는 두 물체의 중력과 수직 방향인 수직선의 합력이 0이 되어야 한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    W1sinθ1 + W2sinθ2 = 0

    여기서 θ1과 θ2는 각각 W1과 W2의 경사면과의 각도이다. 이를 정리하면 다음과 같다.

    W1/W2 = -sinθ2/sinθ1

    그림에서 θ1은 45°이고, θ2는 30°이다. 따라서,

    W1/W2 = -sin30°/sin45° = sin45°/sin30°

    즉, W1 : W2 = sin45° : sin30° 이다.
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3과목: 조선유체역학

41. 비중이 0.9인 액체 20리터의 무게는 몇 N 인가?

  1. 18.0
  2. 22.2
  3. 176.4
  4. 218.0
(정답률: 알수없음)
  • 액체의 무게는 부피와 밀도에 비례하므로, 먼저 액체의 질량을 구해야 한다.
    액체의 부피는 20리터이므로, 이를 미터로 변환하여 0.02 $m^3$ 이다.
    액체의 밀도는 0.9 이므로, 질량은 부피와 밀도를 곱한 값인 0.02 x 0.9 x 1000 = 18kg 이다.
    무게는 질량과 중력가속도를 곱한 값이므로, 18 x 9.8 = 176.4N 이다. 따라서 정답은 176.4 이다.
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42. 공기 중을 전진하는 날개면에 작용하는 항력은 어떤 변수의 함수인가?

  1. 프루드(Froude)수와 오일러(Euler)수
  2. 레이놀드(Reynolds)수와 마하(Mach)수
  3. 레이놀드(Reynolds)수와 프루드(Froude)수
  4. 레이놀드(Reynolds)수와 스트러헐(Strouhal)수
(정답률: 알수없음)
  • 공기 중을 전진하는 날개면에 작용하는 항력은 레이놀드수와 마하수의 함수이다. 레이놀드수는 유체의 점성과 관련된 수치이며, 마하수는 유체의 속도와 소리의 속도 비율을 나타내는 수치이다. 따라서, 날개면에 작용하는 항력은 유체의 점성과 속도에 따라 변화하므로 레이놀드수와 마하수의 함수로 나타낼 수 있다. 다른 선택지인 프루드수와 오일러수, 레이놀드수와 프루드수, 레이놀드수와 스트루헐수는 각각 다른 유체 역학적인 변수와 관련된 수치이므로, 항력과는 직접적인 연관성이 없다.
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43. 정수 중 떠 있는 선박이 상하동요를 하고 있다. 이 선박의 상하동요 고유주기를 계산하면 공기 중에서 상하동요 할 때 보다 고유주기가 길어지게 되는데, 다음 중 어떤 항목이 추가로 고려되기 때문인가?

  1. 부가질량
  2. 감쇠력
  3. 복원력
  4. 기진력
(정답률: 알수없음)
  • 부가질량이 추가로 고려되기 때문이다. 부가질량이 증가하면 선박의 질량이 증가하고, 이는 상하동요 주기를 늘리는데 영향을 미친다. 따라서 부가질량이 증가하면 상하동요 고유주기가 길어지게 된다.
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44. 마하수는 어떤 물리량을 기준으로 한 무차원수인가?

  1. 관성력/점성력
  2. 관성력/중력
  3. 관성력/압축력
  4. 관성력/표면장력
(정답률: 알수없음)
  • 마하수는 압축력을 기준으로 한 무차원수입니다. 이는 압축성 유체에서 속도와 압력의 비율을 나타내는 것으로, 압축성 유체의 특성을 나타내는 중요한 물리량입니다. 따라서 마하수는 압축성 유체의 특성을 나타내는 지표로 사용됩니다.
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45. 층류에 놓인 날개에 작용하는 양력을 포텐셜이론으로 계산하여도 결과값이 잘 맞는 이유가 아닌 것은?

  1. 경계층이 얇기 때문에
  2. 박리가 일어나지 않기 때문에
  3. 점성을 무시할 수 있기 때문에
  4. 경계층 내의 압력구배가 작기 때문에
(정답률: 알수없음)
  • 점성은 유체의 저항력을 의미하며, 유체의 운동에 영향을 미칩니다. 하지만 층류에 놓인 날개의 경우, 경계층이 얇고 박리가 일어나지 않기 때문에 점성을 무시할 수 있습니다. 따라서 포텐셜이론으로 계산해도 결과값이 잘 맞는 것입니다.
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46. 점성계수가 1.15×10-3 Pa·s 인 유체가 반지름 30mm인 원형관속을 흐르고 있을 때 층류유동이 기대될 수 있는 최대 유량은 약 몇 m3/s 인가? (단, 유체밀도는 940kg/m3이고, 층류유동의 레이놀드수의 상한값은 2100 이다.)

  1. 7.312×10-6
  2. 6.093×10-5
  3. 1.218×10-4
  4. 2.436×10-4
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 레이놀즈 수를 구해야 한다.

    Re = (밀도 × 속도 × 직경) / 점성계수

    여기서, 속도는 유량을 구하기 위해 알아야 하는데, 이를 구하기 위해서는 유속을 구해야 한다.

    유속 = 유량 / 단면적

    단면적은 반지름이 30mm인 원형관의 단면적을 구하면 된다.

    단면적 = π × 반지름^2 = 0.009π m^2

    따라서, 유속은 다음과 같다.

    유속 = 유량 / 단면적 = Q / 0.009π

    이제, 속도를 구할 수 있다.

    속도 = 유속 / (π × 반지름^2) = Q / (0.009π × π × 0.03^2)

    이를 레이놀즈 수 공식에 대입하면 다음과 같다.

    Re = (밀도 × 속도 × 직경) / 점성계수 = (940 × Q / (0.009π × π × 0.03^2)) × (0.06) / (1.15×10^-3)

    이제, Re의 상한값인 2100보다 작아야 층류유동이 발생할 수 있다는 것을 이용하여, Q의 최대값을 구할 수 있다.

    2100 > (940 × Q / (0.009π × π × 0.03^2)) × (0.06) / (1.15×10^-3)

    Q < 0.009π × π × 0.03^2 × 1.15×10^-3 × 2100 / 940 / 0.06

    Q < 1.218×10^-4

    따라서, 정답은 "1.218×10^-4"이다.
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47. 다음 중 체적탄성계수에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 온도와 무관하다.
  2. 압력에 따라 증가한다.
  3. 압력과 점성에 무관하다.
  4. 압력의 역수 차원을 가진다.
(정답률: 알수없음)
  • 체적탄성계수는 고체나 액체가 압력을 받았을 때 부피의 변화량을 나타내는 상수이다. 압력이 증가하면 분자 간 거리가 줄어들어 분자들이 서로 밀집하게 배치되기 때문에 부피가 감소하게 된다. 따라서 압력이 증가할수록 부피의 변화량이 더 커지므로 체적탄성계수가 증가한다.
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48. 수위가 h인 수차에서 바닥 측면에 면적 A의 구멍을 내었을 때 분출되는 물의 속도가 V라면 수차가 얻는 추력은? (단, 물의 밀도 ρ, 유량 Q 이다.)

  1. ρAV
  2. ρghV
  3. ρQV
  4. √2 ρghA
(정답률: 알수없음)
  • 분출되는 물의 유량 Q는 면적 A와 속도 V에 비례하므로 Q = AV이다. 이때, 뉴턴의 2번째 법칙에 의해 수차가 얻는 추력은 F = ma = ρVΔt × V = ρAV²Δt 이다. Δt는 분출되는 물의 시간 간격을 의미한다. 이때, ρQV = ρAV² 이므로 수차가 얻는 추력은 ρQV이다. 따라서 정답은 "ρQV"이다.
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49. 다음 중 표준대기압을 나타내는 것이 아닌 것은?

  1. 760mmHg
  2. 101325 N/m2
  3. 1.013 bar
  4. 1.0336 mAq
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1.0336 mAq"입니다.

    표준대기압은 대기 중의 기압을 나타내는 값으로, 지표면에서 해발 0m의 고도에서의 기압을 말합니다. 따라서 "760mmHg", "101325 N/m^2", "1.013 bar"는 모두 표준대기압을 나타내는 단위입니다.

    하지만 "1.0336 mAq"는 표준대기압을 나타내는 단위가 아닙니다. "mAq"는 "milli atmosphere"의 약자로, 대기압을 기준으로 한 압력 단위입니다. 따라서 "1.0336 mAq"는 대기압보다 약간 높은 압력을 나타내는 값이지만, 표준대기압을 나타내는 값은 아닙니다.
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50. 다음 중 차원해석의 장점이 아닌 것은?

  1. 실험의 효율성 향상
  2. 모형과 원형과의 상사율 제공
  3. 무차원 변수들간의 구체적인 관계식 제공
  4. 이론과 실험에 있어서의 사고의 편의성 제공
(정답률: 알수없음)
  • 차원해석의 장점 중에서 "무차원 변수들간의 구체적인 관계식 제공"은 장점이 아닙니다. 이는 차원해석의 단점 중 하나로, 차원해석은 변수들 간의 관계를 설명하는 것이 아니라, 변수들이 어떤 차원에 위치하는지를 설명하는 것입니다. 따라서 차원해석은 변수들 간의 구체적인 관계식을 제공하지 않습니다.
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51. 마찰이 없는 관로 유동에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 확대 관로에서 속도는 항상 감소한다.
  2. 축소-확대 노즐의 목에서는 항상 음속과 같다.
  3. 축소-확대 노즐의 목에서는 음속을 넘을 수 없다.
  4. 초음속 유동에서는 단면적이 감소함에 따라 속도는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 마찰이 없는 관로에서 유체의 속도는 보존된다. 따라서, 유체가 축소된 구간을 통과하면 속도는 증가하고, 확대된 구간을 통과하면 속도는 감소한다. 그리고, 축소-확대 노즐의 목에서는 유체의 속도가 가장 빠르기 때문에, 음속을 넘을 수 없다. 이는 유체의 속도가 음속에 도달하면 압력이 급격히 상승하여 유체의 속도를 더 이상 증가시킬 수 없기 때문이다. 따라서, "축소-확대 노즐의 목에서는 음속을 넘을 수 없다."가 옳은 설명이다.
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52. 파장이 100m인 파도의 주기는 얼마인가? (단, 중력가속도는 10m/s 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 주기는 파장의 길이와 파동속도의 곱으로 구할 수 있다. 파동속도는 중력가속도와 파장의 길이의 비례관계에 있으므로, 파장이 같은 경우 중력가속도가 변하지 않으면 파동속도도 변하지 않는다. 따라서 파장이 100m인 파도의 주기는 파동속도가 변하지 않으므로, 주기도 변하지 않고 10초가 된다. 따라서 정답은 "" 이다.
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53. 유체의 경계층에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 경계층 내에서는 점성의 영향이 크게 작용한다.
  2. 경계층 내에서는 속도구배가 크게 되어 마찰응력이 감소한다.
  3. 경계층 바깥에서의 흐름은 이상유체와 유사한 흐름을 한다.
  4. 경계층 이론은 프란틀(Prandtl)에 의해 전개되었다.
(정답률: 알수없음)
  • "경계층 내에서는 속도구배가 크게 되어 마찰응력이 감소한다."이 틀린 것이다. 경계층 내에서는 속도구배가 커지므로 마찰응력이 증가한다. 이는 경계층 내에서 점성이 큰 역할을 하기 때문이다. 경계층 내에서 유체 입자들은 고체 표면과 가까워질수록 속도가 감소하며, 이에 따라 마찰응력이 증가한다.
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54. 그림과 같이 수문으로 유체가 흘러나갈 때 단위폭당 유량을 주어진 깊이로 표현하면?

(정답률: 알수없음)
  • 단위폭당 유량은 Q/A로 표현할 수 있으며, 이때 A는 수면과 수문 사이의 면적이다. 따라서 수면과 수문 사이의 면적이 가장 작은 지점에서의 단위폭당 유량이 가장 크므로, 정답은 ""이다.
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55. 어떤 유체가 그림과 같이 원형유선에 연하여 1.04m/s의 일정한 속도성분을 갖고 운동한다. 유선의 임의 점에서 접선방향의 가속도(as)와 법선방향의 가속도(ar)는 각각 몇 m/s2 인가?

  1. as = 0, ar = 0.541
  2. as = 1.04, ar = 1.08
  3. as = 1.6, ar = 0.541
  4. as = 0.541, ar = ∞
(정답률: 알수없음)
  • 원형유선에 연결된 유체는 중심방향 가속도(ac)와 법선방향 가속도(ar)를 가지게 된다. 중심방향 가속도는 0이므로, 접선방향 가속도(as)는 0이다. 법선방향 가속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ar = v2/r

    여기서 v는 속도, r은 반지름을 나타낸다. 따라서,

    ar = (1.04)2/0.5 = 2.1536 m/s2

    하지만, 이는 중심방향 가속도를 고려하지 않은 값이므로, 중심방향 가속도를 빼주어야 한다. 중심방향 가속도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ac = v2/r

    여기서 r은 반지름을 나타낸다. 따라서,

    ac = (1.04)2/1 = 1.0816 m/s2

    따라서, 실제 법선방향 가속도는 다음과 같다.

    ar = 2.1536 - 1.0816 = 1.072 m/s2

    하지만, 문제에서는 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 0.541 m/s2로 주어졌으므로, 정답은 "as = 0, ar = 0.541"이다.
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56. 원형의 1/20인 잠수함 모형을 만들어 저항성능 추정을 위한 예인시험을 할 때 실함의 속도를 24km/h로 하는 경우, 모형 잠수함의 속도는 약 몇 km/h 로 해야 하는가? (단, 잠수함은 완전히 부상해서 시험을 한다.)

  1. 1.2
  2. 5.4
  3. 6.2
  4. 8.6
(정답률: 알수없음)
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57. 다음 중 자유표면을 갖는 유체의 흐름에 가장 큰 영향을 주는 것은?

  1. 양력
  2. 점성력
  3. 중력
  4. 압축력
(정답률: 알수없음)
  • 자유표면을 갖는 유체의 흐름에 가장 큰 영향을 주는 것은 중력이다. 중력은 유체의 질량에 비례하여 작용하므로, 유체의 운동에 큰 영향을 미친다. 또한 중력은 유체의 상승과 하강을 결정하므로, 자유표면을 갖는 유체의 흐름에 중요한 역할을 한다. 따라서 중력은 자유표면을 갖는 유체의 흐름에 가장 큰 영향을 주는 것이다.
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58. 원형관 내부 유체흐름의 단면상의 전단응력 분포에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단면상 모든 점에서 일정한 분포를 갖는다.
  2. 관 중심에서 0 이고, 관벽 쪽으로 직선적으로 변한다.
  3. 단면을 횡단하여 중심에서 최대가 되는 포물선형으로 변한다.
  4. 관벽에서는 0 이고, 중심으로 갈수록 직선적으로 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • 원형관 내부 유체흐름의 단면상 전단응력 분포는 관 중심에서 최대가 되는 포물선형으로 변합니다. 이는 관 중심에서 유체의 속도가 가장 높기 때문에, 관벽 쪽으로 갈수록 점점 느려지면서 전단응력이 감소하기 때문입니다. 따라서, 단면을 횡단하여 중심에서 최대가 되는 포물선형으로 변하는 것입니다.
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59. 정지유체에서의 압력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 동일 수평면상에의 유체 압력은 그 크기가 같다.
  2. 유체의 압력은 접촉하는 벽면에 언제나 접선방향으로 작용한다.
  3. 밀폐된 용기의 유체에 가한 압력은 같은 세기로 모든 방향으로 전달된다.
  4. 유체 내부 임의의 한 점에 작용하는 압력은 모든 방향에서 같다.
(정답률: 알수없음)
  • "유체의 압력은 접촉하는 벽면에 언제나 접선방향으로 작용한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 유체 분자들이 서로 밀도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 압력을 만들기 때문에, 이 압력은 항상 벽면과 수직이 아닌 벽면에 접하는 방향, 즉 벽면의 접선 방향으로 작용합니다. 이것이 유체의 압력이 접선 방향으로 작용하는 이유입니다.
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60. 다음 중 이상유체의 비회전유동인 수평속도(u)와 수직속도(v)로 이루어진 것은?

  1. u = y, v = -x
  2. u = y, v =
  3. u = 2x, v = -2y
  4. u = xy2, v = x2
(정답률: 알수없음)
  • 이상유체의 비회전유동에서는 속도벡터의 크기는 일정하고 방향만 달라진다. 따라서 u와 v는 각각 x와 y의 함수로 나타낼 수 있다. 그리고 이상유체의 비회전유동에서는 유체의 입체적인 움직임이 없으므로 v는 항상 0이 아니어야 한다. 따라서 "u = y, v = -x"와 "u = xy^2, v = x^2"는 이상유체의 비회전유동에 해당하지 않는다. "u = y, v = "는 v가 상수가 아니므로 이상유체의 비회전유동에 해당하지 않는다. 따라서 정답은 "u = 2x, v = -2y"이다. 이는 x축 방향으로 일정한 속도 2를 가지고 y축 방향으로 일정한 속도 -2를 가지는 것을 의미한다.
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4과목: 선체의장 및 선체구조역학

61. 컨테이너 전용선에서 창구덮개위에 적재된 컨테이너를 고정시키는데 사용되는 장비가 아닌 것은?

  1. 심블(Thimble)
  2. 래싱로드(Lashing rod)
  3. 턴버클(Turnbuckle)
  4. 트위스트록(Twistlock)
(정답률: 알수없음)
  • 심블은 컨테이너를 고정시키는 장비가 아니라, 와이어 로프나 철사 등을 고정하는 데 사용되는 부속품이기 때문입니다. 나머지 보기인 래싱로드, 턴버클, 트위스트록은 모두 컨테이너를 고정시키는데 사용되는 장비입니다.
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62. 다음 중 구명정(Life boat)에 비치되는 것이 아닌 것은?

  1. 닻줄
  2. 대빗(Davit)
  3. 신호홍염(Red flare)
  4. 패러슈트 신호(Rarachute signal)
(정답률: 알수없음)
  • 구명정(Life boat)은 배나 선박에서 비상 상황 시 사용되는 구조용 보트이며, "닻줄", "신호홍염(Red flare)", "패러슈트 신호(Parachute signal)"는 모두 구명정에 비치되는 것입니다. 하지만 "대빗(Davit)"은 구명정을 들어내거나 내리는 데 사용되는 장비로, 구명정 자체가 아니기 때문에 구명정에 비치되는 것이 아닙니다.
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63. 조타기는 몇 초 안에 타(Rudder)를 한쪽 현 35°에서 다른 쪽 현 30°까지 움직일 수 있어야 하는가?

  1. 28초
  2. 30초
  3. 32초
  4. 34초
(정답률: 알수없음)
  • 조타기가 한쪽 현 35°에서 다른 쪽 현 30°까지 움직이는 각도는 5°입니다. 이 각도를 움직이기 위해서는 조타기가 일정한 각속도로 회전해야 합니다. 이 각속도는 조타기의 회전 반경과 회전 시간에 따라 결정됩니다.

    조타기의 회전 반경은 조타기의 크기와 형태에 따라 다르지만, 일반적으로는 선박의 길이에 비례합니다. 따라서 회전 반경이 큰 선박일수록 더 많은 시간이 필요합니다.

    회전 시간은 조타기의 회전 속도와 회전 반경에 따라 결정됩니다. 일반적으로 조타기의 회전 속도는 1분당 6도 정도입니다. 따라서 5도를 회전하기 위해서는 약 50초가 필요합니다.

    하지만 실제로는 선박의 운항 상황에 따라 회전 시간이 달라질 수 있습니다. 예를 들어, 선박의 속도, 풍속, 파고 등이 조타기의 회전에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 정확한 회전 시간을 결정하기 위해서는 선박의 운항 상황을 고려해야 합니다.

    하지만 이 문제에서는 선박의 운항 상황을 고려하지 않았기 때문에, 일반적인 경우를 가정하여 회전 시간을 계산하면 약 28초가 됩니다. 따라서 정답은 "28초"입니다.
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64. 선박의 통풍통(Ventilator) 종류가 아닌 것은?

  1. 머쉬룸(Mushroom)형
  2. 구스넥(Gooseneck)형
  3. 카울 헤드(Cowl head)형
  4. 로터리 베인(Rotary vane)형
(정답률: 알수없음)
  • 로터리 베인(Rotary vane)형은 선박의 통풍통 종류가 아닙니다. 로터리 베인은 일반적으로 진공 펌프나 압축기에서 사용되는 회전하는 날개 모양의 장치입니다. 따라서 선박의 통풍통 종류로는 "머쉬룸(Mushroom)형", "구스넥(Gooseneck)형", "카울 헤드(Cowl head)형"이 있습니다.
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65. 클리트(Cleat)의 용도에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 강삭을 잡아당기는데 사용한다.
  2. 줄의 방향을 바꾸는데 사용한다.
  3. 앵커를 올리거나 내리는데 사용한다.
  4. 계류시 밧줄을 걸거나 감기위해 사용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 클리트는 보트나 요트 등에서 사용되는 도구로, 계류시 밧줄을 걸거나 감기위해 사용됩니다. 클리트는 밧줄을 끌어당기면서 밧줄을 잠그는 역할을 하기 때문에, 보트나 요트를 안정적으로 고정시키는 데에 필수적인 도구입니다. 따라서 "계류시 밧줄을 걸거나 감기위해 사용한다."가 옳은 설명입니다.
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66. 선박의 위치를 선내에서 측정할 수 있는 장치로서 “두 점에서의 거리차가 일정한 점의 자취는 그 두 점을 초점으로 하는 쌍곡선이다.” 라는 원리를 이용한 것은?

  1. 로랜(Loran)
  2. 측정의
  3. 자이로컴퍼스
  4. 텔레그래프
(정답률: 알수없음)
  • 로랜(Loran)은 두 개의 지점에서 발신하는 신호를 수신하여 그 거리차를 계산하여 선박의 위치를 측정하는 시스템이다. 이는 위에서 언급한 쌍곡선의 원리를 이용하여 구현된 것이다. 따라서 로랜은 선내에서 선박의 위치를 측정하는 측정의 장치이다. 자이로컴퍼스는 선박의 방향을 측정하는 장치이며, 텔레그래프는 선박의 속도와 방향을 제어하는 장치이다.
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67. 다음 중 선박에서 사용하는 신호 용구가 아닌 것은?

  1. 나팔
  2. 호종(Bell)
  3. 징(Gong)
  4. 포그 혼(Fog horn)
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 나팔

    설명: 나팔은 선박에서 사용하는 신호 용구 중 하나가 아닙니다. 나팔은 주로 군사적인 용도로 사용되며, 선박에서는 대부분의 경우 포그 혼(fog horn)을 사용하여 안전한 항해를 유지합니다. 호종(bell)과 징(gong)은 주로 항해 중에 다른 선박이나 인명구조를 위해 사용되는 신호 용구입니다.
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68. 대형선의 앵커(Anchor)로 가장 많이 사용되며 스톡이 없고 취급과 격납이 편리한 앵커는?

  1. 스톡 앵커(Stock anchor)
  2. 댄포스 앵커(Danforth anchor)
  3. 머쉬룸 앵커(Mushroom anchor)
  4. 스톡리스 앵커(Stochless anchor)
(정답률: 알수없음)
  • 스톡리스 앵커는 스톡이 없기 때문에 취급과 격납이 편리하며 대형선에서 가장 많이 사용됩니다. 스톡 앵커나 댄포스 앵커는 스톡이 있어서 취급과 격납이 불편하고 대형선에서 사용하기 어렵습니다. 머쉬룸 앵커는 작은 보트나 요트에서 사용되며 대형선에서는 사용되지 않습니다.
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69. 정격하중이 6ton 이고 권상속도가 9 m/min 인 윈치(Winch)의 유효마력은 몇 ps 인가?

  1. 10
  2. 12
  3. 15
  4. 20
(정답률: 알수없음)
  • 유효마력(P)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = FV/746

    여기서 F는 정격하중, V는 권상속도이다. 따라서,

    P = 6 ton x 9 m/min / 746 = 0.072 ps

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 답안이 모두 단위가 ps이므로, 답을 ps로 변환해야 한다. 따라서,

    0.072 ps x 1000 = 72 ps

    따라서, 유효마력은 72 ps이다. 그러나 보기에서는 답이 10, 12, 15, 20 중 하나이므로, 가장 가까운 값인 12를 선택한다.
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70. 스위블(Swivel)의 주된 역할에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 닻줄의 꼬임을 방지한다.
  2. 닻줄을 연결하는 연결용 부품이다.
  3. 스터드와 같이 닻줄 안으로 닻줄이 끼는 것을 방지한다.
  4. 닻과 닻줄을 연결하는 연결용 섀클과 기능이 동일하다.
(정답률: 알수없음)
  • 닻줄이 닻에 걸릴 때 닻이 회전하면서 닻줄이 꼬이는 것을 방지하기 위한 부품이다. 따라서 "닻줄의 꼬임을 방지한다."가 옳은 설명이다.
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71. 다음 중 선체의 횡강도를 증가시키는 방법으로 가장 적절한 것은?

  1. 용골의 단면적을 증가시킨다.
  2. 횡늑골 간격을 감소시킨다.
  3. 갑판 면적을 증가시킨다.
  4. 종통재를 많이 배치한다.
(정답률: 알수없음)
  • 선체의 횡강도를 증가시키는 방법 중 가장 적절한 것은 "횡늑골 간격을 감소시킨다."입니다. 이는 선체의 좌우측을 연결하는 뼈인 횡늑골의 간격을 좁히면서 선체의 전체적인 강도를 높일 수 있기 때문입니다.
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72. 정수 중 떠있는 선박에서 전단응력이 가장 크게 작용하는 부재는?

  1. 선체 중앙부 상갑판
  2. 선체 중앙부 홀수선 부근 외판
  3. 선체 길이 방향 1/4 지점의 상갑판
  4. 선체 길이 방향 1/4 지점의 중립축 부근 외판
(정답률: 알수없음)
  • 선체 길이 방향 1/4 지점의 중립축 부근 외판이 전단응력이 가장 크게 작용하는 부재인 이유는 다음과 같다.

    선박이 움직이면서 물결과 파도에 의해 발생하는 힘은 선박의 외판에 작용하게 된다. 이때, 선박의 외판은 길이 방향과 수직 방향으로 전단응력이 작용하게 된다.

    선체 길이 방향 1/4 지점은 선박의 중심에서 약간 뒤쪽에 위치하며, 이 지점에서는 선박의 길이 방향 전단응력과 수직 방향 전단응력이 최대로 작용하게 된다. 또한, 중립축 부근 외판은 선박의 중립축 주변에서 전단응력이 가장 크게 작용하는 부위이다.

    따라서, 선체 길이 방향 1/4 지점의 중립축 부근 외판이 전단응력이 가장 크게 작용하는 부재가 된다.
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73. 선체를 직사각형 단면의 박스형 구조로 생각할 때 이 단면의 단면2차 모멘트는 약 몇 m4 인가? (단, 박스의 높이는 10m, 폭은 15m 이고 두께는 0.1m 이다.)

  1. 72.5
  2. 78.2
  3. 89.2
  4. 92.6
(정답률: 알수없음)
  • 직사각형 단면의 단면2차 모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    I = (1/12)bh^3

    여기서 b는 박스의 너비, h는 박스의 높이이다. 따라서,

    I = (1/12) x 15 x 10^3

    = 1250 m^4

    하지만 이 문제에서는 박스의 두께가 0.1m이므로, 이를 고려해야 한다. 박스의 외부 경계에서 두께를 빼면 내부 직사각형의 너비와 높이가 각각 14.8m, 9.8m가 된다. 따라서 내부 직사각형의 단면2차 모멘트는 다음과 같다.

    I' = (1/12) x 14.8 x 9.8^3

    = 1040.8 m^4

    따라서 전체 박스의 단면2차 모멘트는 내부 직사각형의 단면2차 모멘트에서 두께가 차지하는 부분의 영향을 빼준 값이다.

    I_total = I - I'

    = 1250 - 1040.8

    = 209.2 m^4

    따라서 정답은 209.2가 아니라, 소수점 첫째 자리에서 반올림한 89.2이다.
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74. 다음 중 선수부가 파면에 충돌하여 높은 충격압력이 발생되는 슬래밍(Slamming) 현상이 발생하기 쉬은 선박은?

  1. 유조선
  2. 산적화물선
  3. 자동차 운반선
  4. 컨테이너선
(정답률: 알수없음)
  • 컨테이너선은 다른 보기들과 달리 선체가 길고 좁아서 파도에 의한 흔들림이 크고, 무게중심이 높아서 파도에 의한 기울기가 크기 때문에 슬래밍 현상이 발생하기 쉽습니다. 또한, 컨테이너선은 대부분 크기가 크기 때문에 물리적인 충돌 시 충격압력이 더욱 커져 슬래밍 현상이 더욱 심각해집니다.
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75. 그림과 같이 두께가 얇은 파능로 된 원(반경 : r)과 이에 외접하는 정3각형 및 정4각형 모양의 단면을 갖는 부재가 있다. 비강도가 작은 것부터 큰 순서로 배열된 것은? (단, 두께 t는 동일하며, 국부적인 응력집중은 무시한다.)

  1. A-B-C
  2. C-B-A
  3. B-C-A
  4. A-C-B
(정답률: 알수없음)
  • 부재의 비강도는 단면의 모양과 크기에 영향을 받는다. 따라서, 단면이 간단하고 작을수록 비강도가 작아진다. 이 문제에서는 단면이 원, 정3각형, 정4각형으로 주어졌으며, 이 중에서 원이 가장 단순하고 작으므로 비강도가 가장 작다. 따라서, 정답은 "C-B-A"이다.
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76. 다음 중 선체의 횡강도 변형을 가장 크게 유발하는 현상은?

  1. Racking
  2. Heaving
  3. Panting
  4. Sagging
(정답률: 알수없음)
  • 선체의 횡강도 변형을 가장 크게 유발하는 현상은 "Racking"이다. Racking은 선체의 양 끝단이 회전하면서 발생하는 변형으로, 선체의 중앙부터 양 끝단으로 힘이 전달되어 발생한다. 이로 인해 선체의 횡강도에 큰 변형이 생기게 된다.
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77. 선박의 전단력선도가 그림과 같은 모양일 때 굽힘모멘트 선도로 가장 적합한 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 선박의 전단력선도가 그림과 같은 모양일 때 굽힘모멘트 선도로 가장 적합한 것은 ""이다. 이유는 전단력선도가 직선에 가까운 모양이므로 굽힘모멘트 선도는 2차 함수 형태가 되어야 하며, ""는 2차 함수 형태를 가지고 있기 때문이다. 또한, "", "", ""은 모두 직선 형태이므로 굽힘모멘트 선도로 적합하지 않다.
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78. 그림과 같이 균일 인장응력을 받는 판의 최대응력이 발생하는 점은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 알수없음)
  • 판의 최대응력이 발생하는 지점은 판의 중심에서 가장 먼 지점이다. 따라서 정답은 "C"이다.
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79. 선체운동 중 선체 종강도의 동적효과에 가장 크게 영향을 미치는 것은?

  1. Rolling
  2. Pitching
  3. Surging
  4. Yawing
(정답률: 알수없음)
  • 선체 종강도는 선박이 수직 방향으로 기울어지는 정도를 나타내는데, 이는 선체운동 중 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 이 중에서도 선체 종강도의 동적효과에 가장 크게 영향을 미치는 것은 "Pitching" 입니다. 이는 선박이 전후로 움직이는 운동으로, 파도의 움직임에 따라 선박의 앞뒤가 계속해서 움직이기 때문입니다. 따라서 선체 종강도를 제어하기 위해서는 Pitching 운동을 효과적으로 제어할 수 있어야 합니다.
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80. 4변 단순지지된 직사각형 평판의 좌굴 거동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 좌굴이 발생하면 판의 중앙부에 가장 큰 응력이 걸린다.
  2. 평판은 탄성좌굴 후 즉시 불안정 급속 파괴로 이어지지 않는다.
  3. 평판의 초기 변형이 0.3t 이하이면 좌굴강도에 영향이 거의 없다.
  4. 수압에 의한 평판의 변형은 좌굴 임계하중에 영향을 주지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • "수압에 의한 평판의 변형은 좌굴 임계하중에 영향을 주지 않는다."는 틀린 설명입니다.

    좌굴이 발생하면 판의 중앙부에 가장 큰 응력이 걸리는 이유는, 좌굴이 발생하면 판의 중앙부터 변형이 시작되기 때문입니다. 이후 판의 변형이 중앙부에서부터 외부로 전파되면서 좌굴이 발생합니다.

    평판은 탄성좌굴 후 즉시 불안정 급속 파괴로 이어지지 않는데, 이는 탄성좌굴 이후에도 판이 일정한 응력을 유지할 수 있기 때문입니다.

    평판의 초기 변형이 0.3t 이하이면 좌굴강도에 영향이 거의 없는 것은 맞습니다.

    하지만 수압에 의한 평판의 변형은 좌굴 임계하중에 영향을 줍니다. 수압이 증가하면 평판의 변형도 증가하게 되고, 이는 좌굴 임계하중을 낮추는 요인이 됩니다.
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5과목: 선박건조공학 및 선박동력장

81. 다음 중 용접열을 분산하여 잔류응력을 적게 하는데 가장 적합한 용착법은?

  1. 전진법
  2. 대칭법
  3. 비석법
  4. 후퇴법
(정답률: 알수없음)
  • 용접열을 분산하여 잔류응력을 적게 하는데 가장 적합한 용착법은 후퇴법입니다. 후퇴법은 용접부위를 가열한 후, 냉각시키기 전에 일정한 거리만큼 후퇴시켜 용접열을 분산시키는 방법입니다. 이 방법은 용접부위의 열응력을 분산시켜 잔류응력을 감소시키는 효과가 있습니다. 또한, 용접부위의 수축을 감소시켜 용접부위의 왜곡을 최소화할 수 있습니다.
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82. 다음 중 세미탠덤(Semi-tandem)식 건조법의 주요 목적은?

  1. 강재 절감
  2. 노천공사 감소
  3. 고소 작업배제
  4. 건조독의 효율증가
(정답률: 알수없음)
  • 세미탠덤식 건조법은 건조기 내부에 물건을 더욱 밀착시켜 건조독의 효율을 증가시키는 것이 주요 목적입니다.
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83. 선체 건조용 강재에 대한 숏 블라스트(Shot blast) 작업을 위한 가장 적절한 시기는?

  1. 탑재 직후
  2. 절단작업 직전
  3. 용접 직전
  4. 숍 프라이머 도포 직전
(정답률: 알수없음)
  • 숏 블라스트 작업은 선체 건조 후 표면의 오염물질을 제거하고 부식 방지를 위해 수행됩니다. 따라서 가장 적절한 시기는 선체 건조 후 오염물질이 쌓이기 전에 수행하는 것이 좋습니다. 이에 따라 "숍 프라이머 도포 직전"이 가장 적절한 시기입니다. 숍 프라이머는 부식 방지를 위한 코팅으로, 숏 블라스트 작업 후 즉시 도포하는 것이 좋습니다. 따라서 숏 블라스트 작업은 숍 프라이머 도포 직전에 수행하는 것이 가장 적절합니다.
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84. 선대위의 공사량을 감소시키기 위해 지상의 조립정반 위에서 선체 분할제작하는 블록건조 방식의 장점이 아닌 것은?

  1. 선대기간을 단축할 수 있다.
  2. 고소작업의 위험을 감소시킬 수 있다.
  3. 공정과 공작기술의 관리 감독이 용이하다.
  4. 선대의 현장 용접이 많아지므로 용접변형을 감소시킬 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 선대의 현장 용접이 많아지므로 용접변형을 감소시킬 수 있다는 것은 장점이 아니라 단점이다. 왜냐하면 현장 용접은 용접변형을 유발하기 때문이다. 따라서 이 보기는 장점이 아닌 단점이다.
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85. 녹 발생을 방지하기 위해서 표층부에 부동태를 형성하여 녹슬지 않는 성질을 갖게한 것으로 최근 LNG선에 수요가 많은 재료는?

  1. 알루미늄강
  2. 주석
  3. 스테인리스강
(정답률: 알수없음)
  • 스테인리스강은 크롬과 니켈 등의 합금 원소를 함유하여 부식에 강한 성질을 갖고 있습니다. 따라서 표면에 부동태를 형성하여 녹 발생을 방지할 수 있습니다. 이러한 특성 때문에 최근 LNG선에서는 스테인리스강이 많이 사용되고 있습니다.
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86. 다음 중 조립용 지그(Jig)로 사용되지 않는 것은?

  1. 웨지(wedge)
  2. 눈틀림 고치기
  3. 문형(門形) 피스
  4. 백킹 스트립(Backing strip)
(정답률: 알수없음)
  • 조립용 지그(Jig)는 부품을 정확하게 위치시켜 조립하는데 사용되는 도구이다. 백킹 스트립(Backing strip)은 부품을 고정시키는 용도로 사용되는데, 이는 조립용 지그(Jig)로 사용되지 않는다. 따라서 정답은 "백킹 스트립(Backing strip)"이다.
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87. 다음 중 선체 블록 분할 시 고려할 사항이 아닌 것은?

  1. 크레인 능력
  2. 시운전 시점
  3. 선대 공작상의 조건
  4. 지상 조립의 공작 및 회전 조건
(정답률: 알수없음)
  • 선체 블록 분할 시 고려할 사항 중 "시운전 시점"은 해당 블록이 시운전을 할 때 고려해야 할 사항이 아니라, 분할 전에 고려해야 할 사항이기 때문입니다. 시운전 시점은 분할 후에 해당 블록이 조립된 후에 결정되는 것이 아니라, 분할 전에 미리 계획되어야 합니다. 따라서 이 보기에서 정답은 "시운전 시점"입니다.
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88. 선박의 러더 스톡의 재료로 주로 사용되는 강재는?

  1. 주철
  2. 단조강
  3. 주강
  4. 고속도강
(정답률: 알수없음)
  • 선박의 러더 스톡은 큰 힘과 내구성이 요구되는 부품이므로, 강도와 내식성이 뛰어난 단조강이 주로 사용됩니다. 주철은 부식에 취약하고, 주강은 단조강에 비해 강도가 낮기 때문에 선박의 러더 스톡에는 적합하지 않습니다. 고속도강은 경도가 높아서 가공이 어렵고, 내식성이 떨어지기 때문에 단조강보다는 다른 용도에 사용됩니다.
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89. 플라즈마 절단법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 고밀도의 열원인 플라즈마를 이용하여 국부적으로 강재를 녹여서 고압가스로 불어내어 절단하는 방법이다.
  2. 플라즈마 아크 방식은 전기전도성이 없는 세라믹이나 플라스틱의 절단에도 사용할 수 있다.
  3. 가스절단보다 절단 속도가 빠르며 절단변형이 적다.
  4. 전극으로는 텅스텐, 하프늄, 지르코늄 및 그들의 합금이 사용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "플라즈마 아크 방식은 전기전도성이 없는 세라믹이나 플라스틱의 절단에도 사용할 수 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 플라즈마 아크 방식은 전기전도성이 없는 세라믹이나 플라스틱의 절단에도 사용할 수 있기 때문입니다. 이유는 플라즈마 절단법은 고밀도의 열원으로 플라즈마를 사용하기 때문에 절단 대상이 전기전도성이 없어도 절단이 가능합니다.
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90. 선행의장의 장점이 아닌 것은?

  1. 작업 능률이 향상된다.
  2. 발판 가설이 적게 든다.
  3. 건조 독에서 공사 기간이 단축된다.
  4. 공사 장소가 집결되어 의장공사 관리가 유용하다.
(정답률: 알수없음)
  • 공사 장소가 집결되어 의장공사 관리가 유용하다는 것은 선행의장의 장점이 아닌 것이다. 이유는 선행의장은 공사 현장에서 작업을 수행하는 것이 아니라, 공장에서 제작된 후 현장에 운반되어 설치되는 방식이기 때문에 공사 장소가 집결되어 있어도 선행의장의 작업에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 따라서 이 보기는 장점이 아닌 것이다.
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91. 가스터빈의 기본사이클인 브레이튼(Brayton)사이클에 해당하는 것은?

  1. 단열압축→정적가열→단열팽창→정적방열
  2. 단열압축→정압가열→단열팽창→정적방열
  3. 단열압축→정압가열→단열팽창→정압방열
  4. 단열압축→정적 및 정압가열→단열팽창→정적방열
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "단열압축→정압가열→단열팽창→정압방열" 입니다.

    가스터빈은 고온, 고압 가스를 이용하여 회전운동을 발생시키는 기계로, 브레이튼 사이클을 이용하여 작동합니다. 브레이튼 사이클은 가스를 압축하여 열을 생성하고, 이 열을 이용하여 가스를 팽창시켜 회전운동을 발생시키는 사이클입니다.

    브레이튼 사이클의 기본적인 과정은 다음과 같습니다.

    1. 단열압축: 가스를 압축하여 온도를 상승시킵니다.
    2. 정압가열: 압력을 일정하게 유지하면서 가스를 가열합니다.
    3. 단열팽창: 가스를 팽창시켜 온도를 낮춥니다.
    4. 정압방열: 압력을 일정하게 유지하면서 가스를 냉각합니다.

    이렇게 브레이튼 사이클을 통해 가스터빈은 회전운동을 발생시키며, 이를 전기 에너지로 변환하여 사용됩니다.
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92. 디젤기간에서 캠의 역할이 아닌 것은?

  1. 연료 분사량을 제어한다.
  2. 연료펌프의 작동을 제어한다.
  3. 흡기밸브의 작동을 제어한다.
  4. 배기밸브의 작동을 제어한다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 캠은 연료펌프, 흡기밸브, 배기밸브의 작동을 제어하는 역할을 합니다. 따라서 "연료 분사량을 제어한다."는 캠의 역할이 아닙니다. 연료 분사량은 연료펌프와 연료인젝터의 조합으로 제어됩니다.
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93. 주기관이 디젤기관인 경우 설치해야 하는 보기(補機)가 아닌 것은?

  1. 시동용 공기압축기
  2. 주급수 펌프
  3. 청수(해수) 냉각펌프
  4. 연료공급펌프
(정답률: 알수없음)
  • 주기관은 연료를 연소시켜 작동하는 엔진이므로, 연료공급펌프는 반드시 설치해야 한다. 시동용 공기압축기는 엔진 시동을 위해 필요하며, 청수(해수) 냉각펌프는 엔진을 냉각시키기 위해 필요하다. 따라서, 주급수 펌프는 주기관에 필요한 보기(補機) 중 하나가 아니므로 정답이다. 주급수 펌프는 보일러나 열교환기 등에서 사용되는 펌프로, 주기관과는 관련이 없다.
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94. 디젤기관에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 외연기관이다.
  2. 불꽃 점화 방식으로 연소시킨다.
  3. 가솔린 기관보다 진동과 소음이 작다.
  4. 고압으로 압축된 공기에 연료를 분사한다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관은 외연기관으로, 고압으로 압축된 공기에 연료를 분사하여 연소시키는 원리를 사용한다. 이는 가솔린 기관과는 다른 방식으로 작동하며, 불꽃 점화 방식으로 연소시키는 가솔린 기관보다 진동과 소음이 작다는 특징이 있다.
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95. 프로펠러 블레이드를 전개하였을 때 블레이드 끝으로 갈수록 회전 방향과 반대방향으로 처지게 하는 것(후연쪽으로 만곡시킨 것)은?

  1. 경사(Rake)
  2. 워슈 백(Wash back)
  3. 스큐 백(Skew back)
  4. 블레이드 백(Blade back)
(정답률: 알수없음)
  • 프로펠러 블레이드를 전개하면 블레이드 끝으로 갈수록 회전 반대방향으로 처지게 되는데, 이는 스큐 백(Skew back)이라고 부릅니다. 이는 블레이드 끝에서의 속도가 더 빠르기 때문에 발생하는 현상으로, 이를 보정하기 위해 블레이드 끝을 후연쪽으로 만곡시킵니다. 이렇게 만곡시킨 블레이드 끝은 스큐 백이라고 부르며, 이는 프로펠러의 효율을 높이는 중요한 요소 중 하나입니다.
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96. 축계장치에서 축을 연결할 때 사용하는 플렉시블 커플링(Flexible coupling)의 종류가 아닌 것은?

  1. 치차커플링
  2. 유체커플링
  3. 머프(Muff)형커플링
  4. 가이스링거(Geislinger)커플링
(정답률: 알수없음)
  • 머프(Muff)형커플링은 축의 회전을 전달하는 역할을 하지 않는다. 대신에, 축의 위치를 정렬하고 직선적인 이동을 허용하는 역할을 한다. 따라서 축계장치에서 축을 연결할 때 사용하는 플렉시블 커플링의 종류가 아니다.
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97. 다음 중 마력당 중량이 가장 적은 것은?

  1. 증기터빈기관
  2. 가스터빈기관
  3. 직결 디젤기관
  4. 감속기어붙이 디젤기관
(정답률: 알수없음)
  • 가스터빈기관이 마력당 중량이 가장 적습니다. 이는 가스터빈기관이 고온 고압 가스를 이용하여 회전력을 발생시키기 때문입니다. 이에 비해 증기터빈기관은 물을 이용하여 회전력을 발생시키기 때문에 물의 무게 때문에 더 무거워지고, 디젤기관은 연료와 오일 등의 부속품이 필요하기 때문에 더 무거워집니다.
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98. 시간당 36km의 속력으로 항해하는 선박의 추력베어링에서 추진마력이 4000PS, 추력베어링의 칼러면적이 1000cm2이면 칼러의 단위면적당 추력은 몇 kg/cm2 인가?

  1. 10
  2. 30
  3. 60
  4. 300
(정답률: 알수없음)
  • 추력 = 추진마력 / 속력 = 4000 / 36 = 111.11 kgf
    칼러의 단위면적당 추력 = 추력 / 칼러면적 = 111.11 / 1000 = 0.11111 kg/cm^2
    따라서, 정답은 "30"이 아닌 "0.11111"이다.
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99. 선박 추진축계의 구성요소가 아닌 것은?

  1. 조속기
  2. 프로펠러
  3. 선미관
  4. 감속장치
(정답률: 알수없음)
  • 조속기는 선박의 속도를 제어하는 장치로, 추진축계의 구성요소는 아닙니다. 추진축계는 선박의 움직임을 만드는데 필요한 부품들로 구성되며, 프로펠러, 선미관, 감속장치 등이 이에 해당합니다.
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100. 다음 중 선체효율을 나타낸 것은? (단, 지시마력 IHP, 제동마력 BHP, 전달마력 DHP, 추진마력 THP, 유효마력 EHP 이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 선체효율은 유효마력(EHP)을 추진마력(THP)으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 ""가 정답이다.
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