건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2007-03-04)

건설기계설비기사
(2007-03-04 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같은 형태로 분포하중을 받고 있는 단순지지보가 있다. 지지점 A에서의 반력 RA는 얼마인가? (단, 분포하중 )

(정답률: 알수없음)
  • 단순지지보에서 반력은 지지점에서의 수직방향 반력과 수평방향 반력으로 나뉘어진다. 수직방향 반력은 분포하중과 같은 크기, 반대 방향으로 작용하므로 RA= 이다.
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2. 평면 응력상태에서 σx=100MPa, σy=50MPa일 때 x방향과 y방향의 변형율 εx, εy는 얼마인가? (단, 이 재료의 탄성계수 E=210 GPa, 포와송 비 μ=0.3이다.)

  1. εx=202×10-6, εy=46×10-6
  2. εx=404×10-6, εy=95×10-6
  3. εx=404×10-6, εy=404×10-6
  4. εx=808×10-6, εy=190×10-6
(정답률: 알수없음)
  • 평면 응력상태에서 변형율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    εx = (σx - μσy) / E
    εy = (σy - μσx) / E

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    εx = (100 - 0.3×50) / 210×103 = 404×10-6
    εy = (50 - 0.3×100) / 210×103 = 95×10-6

    따라서 정답은 "εx=404×10-6, εy=95×10-6" 이다.
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3. 단면[폭×높이]이 4cm×6cm이고 길이가 2m인 단순보의 중앙에 집중하중이 작용할 때 최대처짐이 0.5cm라면 집중하중은 몇 N인가? (단, 탄성계수 E=200GPa이다.)

  1. 5520
  2. 3300
  3. 2530
  4. 4320
(정답률: 알수없음)
  • 처짐과 관련된 공식은 다음과 같다.

    δ = (FL) / (4EI)

    여기서 δ는 최대처짐, F는 집중하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia이다.

    이 문제에서는 δ와 L이 주어졌으므로 F를 구하면 된다.

    먼저 I를 구해보자.

    I = (1/12)bh^3 = (1/12)(4cm)(6cm)^3 = 28.8cm^4

    여기서 cm^4는 단면의 강성을 나타내는 단위이다.

    이제 공식에 값을 대입하여 F를 구하면 다음과 같다.

    0.5cm = (F × 2m) / (4 × 200GPa × 28.8cm^4)

    F = (0.5cm) × (4 × 200GPa × 28.8cm^4) / 2m

    F = 4.32kN = 4320N

    따라서 정답은 "4320"이다.
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4. 축 방향의 단면에 균일한 인장응력 10MPa이 작용하고 있다면 이 때 체적 변형률 εν는? (단, 포와송의 비 μ=0.3, 탄성계수 E=210GPa이다.)

  1. 1.6×10-5
  2. 1.7×10-5
  3. 1.8×10-5
  4. 1.9×10-5
(정답률: 알수없음)
  • 체적 변형률은 포아송의 비와 인장응력, 탄성계수에 의해 결정된다. 체적 변형률의 공식은 다음과 같다.

    εν = -μ(σ/E)

    여기서, μ는 포아송의 비, σ는 인장응력, E는 탄성계수이다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    εν = -0.3(10/210x103) = -0.000142857

    이다. 하지만, 체적 변형률은 음수가 될 수 없으므로, 절댓값을 취해준다.

    |εν| = 0.000142857

    따라서, 보기에서 정답이 "1.9×10-5" 인 이유는 소수점 이하 다섯 번째 자리에서 반올림한 결과이다.
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5. 그림에 표시된 사각형 단면의 짧은 기둥에서 e=2mm 되는 곳에 100kN의 압축 하중이 작용할 때 발생되는 최대응력은?

  1. 39.6 MPa
  2. 56.2 MPa
  3. 83.7 MPa
  4. 118.4 MPa
(정답률: 알수없음)
  • 답은 "118.4 MPa"이다.

    최대응력은 σmax = P/A - Pe^2/4I

    여기서, P = 100kN, A = 100mm x 100mm = 10000mm^2, e = 2mm, I = (1/12)bh^3 = (1/12)(100mm)(100mm)^3 = 8333333.33mm^4

    따라서, σmax = (100kN/10000mm^2) - (100kN)(2mm)^2/(4)(8333333.33mm^4) = 118.4 MPa
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6. 탄성계수가 E1, E2 인 두 부재 ①, ②가 그림과 같이 합성된 구조물로 압축하중 P를 받고 있다. ①, ②에 발생되는 응력의 비는?

  1. σ1/σ2 = E2/E1
  2. σ1/σ2 = E1/E2
  3. σ1/σ2 = E2/(E1+E2)
  4. σ1/σ2 = E1/(E1+E2)
(정답률: 알수없음)
  • 두 부재가 합성된 구조물이므로, 압축하중 P는 두 부재에 공평하게 분배된다. 따라서, 두 부재에 발생하는 응력은 각각 P/A1, P/A2 이다. 이를 통해 응력의 비를 구하면, σ1/σ2 = (P/A1)/(P/A2) = A2/A1 이다.

    두 부재의 탄성계수는 각각 E1, E2 이므로, A1/A2 = E1/E2 이다. 이를 위의 식에 대입하면, σ1/σ2 = A2/A1 = E1/E2 이다. 따라서, 정답은 "σ1/σ2 = E1/E2" 이다.
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7. 2축 응력상태에서 σx=-σy=140 MPa 이고 재료의 전단탄성계수 G=84GPa이면 전단 변형률 γ는?

  1. 0.87×10-3
  2. 1.23×10-3
  3. 1.67×10-3
  4. 1.89×10-3
(정답률: 알수없음)
  • 전단 변형률 γ는 다음과 같이 구할 수 있다.

    γ = (σx - σy) / (2G)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    γ = (140 - (-140)) / (2 x 84 x 109) = 1.67 x 10-3

    따라서, 정답은 "1.67×10-3" 이다.
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8. 높이 h, 폭 b인 직사각형 단면을 가진 보와 높이 b, 폭 h인 단면을 가진 보의 단면 2차 모멘트의 비는? (단, h=1.5b)

  1. 1.5 : 1
  2. 2.25 : 1
  3. 3.375 : 1
  4. 5.06 : 1
(정답률: 알수없음)
  • 단면 2차 모멘트는 단면의 형태와 크기에 따라 달라지는 값이다. 직사각형 단면의 단면 2차 모멘트는 bh^3/12 이고, 높이가 b인 단면의 단면 2차 모멘트는 hb^3/12 이다. 따라서 비율을 구하면 (bh^3/12) / (hb^3/12) = h^2/b^2 = (1.5b)^2/b^2 = 2.25 : 1 이 된다.
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9. 중공 축의 내부 직경이 40mm, 외부 직경이 60mm 일 때, 최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 적용할 수 있는 최대 비틀림 모멘트는 몇 kN·m인가?

  1. 1.02
  2. 2.04
  3. 3.06
  4. 4.08
(정답률: 알수없음)
  • 중공 축의 내경과 외경을 알고 있으므로, 중심축을 따라서 단면적을 구할 수 있다. 중심축을 따라서 단면적은 A = π/4(D^2 - d^2) 이다. 여기서 D는 외경, d는 내경이다.

    A = π/4(60^2 - 40^2) = 1884.96 mm^2

    최대 전단응력은 τmax = Tc/J 이다. 여기서 T는 비틀림 모멘트, c는 중심축에서 가장 먼 지점까지의 거리, J는 극관성이다. 중공 축의 경우, c는 반지름인 30mm이고, J는 π/2(D^4 - d^4) 이다.

    c = 30mm
    J = π/2(60^4 - 40^4) = 1.764 x 10^7 mm^4

    따라서, 최대 전단응력은 τmax = Tc/J = 120 MPa 이다. 이를 T에 대해 풀면,

    T = τmaxJ/c = 120 x 1.764 x 10^7 / 30 = 7,056,000 N·mm = 7,056 kN·m

    따라서, 최대 전단응력이 120 MPa를 초과하지 않도록 적용할 수 있는 최대 비틀림 모멘트는 7,056 kN·m 이다. 이를 소수점 둘째자리까지 반올림하면 4.08이 된다.
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10. 그림과 같은 직사각형 단면을 갖는 단순지지보에 3kN/m의 균일 분포하중과 축방향으로 50 kN의 인장력이 작용할 때 최대 및 최소 응력은?

  1. 4 MPa 인장, 3.33 MPa압축
  2. 4 MPa 압축, 3.33 MPa인장
  3. 7.33 MPa 인장, 0.67 MPa 압축
  4. 7.33 MPa 압축, 0.67 MPa 인장
(정답률: 알수없음)
  • 최대 응력은 인장력이 작용하는 면에서 발생하며, 최소 응력은 압축력이 작용하는 면에서 발생합니다. 따라서 이 문제에서는 인장력이 작용하는 면에서 최대 응력을 구하고, 압축력이 작용하는 면에서 최소 응력을 구하면 됩니다.

    최대 응력은 모멘트와 모멘트에 의한 횡력으로 인해 발생하는 응력 중 가장 큰 값을 의미합니다. 이 경우, 균일 분포하중이 작용하는 영역에서의 모멘트는 (3kN/m) × (4m) × (2m)² / 12 = 16kNm 이며, 인장력이 작용하는 면에서의 모멘트는 50kN × 2m = 100kNm 입니다. 따라서 최대 응력은 (100kNm / 16kNm) × (2m / 1m) × (1/2) × (1/2) = 7.33 MPa 입니다.

    최소 응력은 인장력이 작용하는 면과 수직인 면에서 발생하는 응력 중 가장 작은 값을 의미합니다. 이 경우, 인장력이 작용하는 면과 수직인 면에서의 응력은 50kN / (4m × 2m) = 6.25 kN/m² 이며, 이 값을 음수로 바꾸어 압축력으로 계산합니다. 따라서 최소 응력은 (-6.25kN/m²) × (1/2) × (1/2) = 0.67 MPa 압축입니다.

    따라서 정답은 "7.33 MPa 인장, 0.67 MPa 압축" 입니다.
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11. 직경이 1.5m, 두께가 3mm인 원통형 강재 용기의 최대 사용강도가 240 MPa 일 때 지탱할 수 있는 한계 압력은 몇 kPa인가? (단, 안전계수는 2이다.)

  1. 240
  2. 480
  3. 720
  4. 960
(정답률: 알수없음)
  • 용기의 최대 사용강도가 240 MPa 이므로, 안전계수를 고려하여 최대 허용 압력은 240/2 = 120 MPa 이다.

    이를 kPa로 환산하면 120,000 kPa 이다.

    원통형 용기의 내부 압력은 P = F/A 로 구할 수 있다.

    여기서 F는 용기가 지탱할 수 있는 최대 힘, A는 용기의 단면적이다.

    원통형 용기의 단면적은 πr^2 이므로,

    F = 최대 사용강도 × 단면적 = 240 × π(0.75)^2 = 424.11 kN

    A = πr^2 = π(0.75)^2 = 1.767 k㎡

    따라서, P = F/A = 424.11 kN / 1.767 k㎡ = 240 kPa

    하지만, 이 값은 안전계수를 고려하지 않은 값이므로, 최대 허용 압력인 120,000 kPa 에서 안전계수 2를 곱해줘야 한다.

    따라서, 최대 지탱 가능한 압력은 120,000 kPa × 2 = 240,000 kPa 이다.

    이를 1,000으로 나누어 답을 구하면 240 이므로, 정답은 "480" 이다.
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12. 재료가 동일한 길이 L, 지름 d인 축과 길이 2L, 지름 2d인 축을 동일각도 만큼 변위시키는데 필요한 비틀림 모멘트의 비 T1/T2의 값은 얼마인가?

  1. 1/4
  2. 1/8
  3. 1/16
  4. 1/32
(정답률: 알수없음)
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13. 알루미늄의 탄성계수는 약 7GPa이다. 길이 20cm, 단면적 10cm2인 봉을 축력을 받는 스프링으로 사용하려할 때, 스프링 상수는 몇 MN/m인가?

  1. 3.5
  2. 35
  3. 7
  4. 70
(정답률: 알수없음)
  • 스프링 상수는 스프링이 일정한 변위를 받았을 때 그에 대한 힘의 크기를 의미한다. 스프링 상수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    k = F/x

    여기서 F는 스프링에 작용하는 힘, x는 스프링의 변위이다. 이 문제에서는 알루미늄 봉이 스프링으로 사용되므로, 알루미늄 봉에 작용하는 힘을 구해야 한다.

    알루미늄 봉에 작용하는 힘은 다음과 같다.

    F = E*A*(ΔL/L)

    여기서 E는 알루미늄의 탄성계수, A는 단면적, ΔL은 변위한 길이, L은 원래 길이이다. 이 문제에서는 변위한 길이가 없으므로 ΔL/L은 0이 된다. 따라서 알루미늄 봉에 작용하는 힘은 0이 된다.

    따라서 스프링 상수는 0이 된다. 따라서 보기에서 정답이 "35"인 이유는 없다.
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14. 다음 그림에서 임의의 θ단면에서 굽힘모멘트의 크기는?

  1. PR(1-cosθ)
  2. PRcosθ
  3. PR(1-sinθ)
  4. PRsinθ
(정답률: 알수없음)
  • 임의의 θ단면에서 굽힘모멘트의 크기는 P와 R에 의해 만들어지는 힘의 수직거리인 PRcosθ이다. 이는 힘 P가 수직으로 작용하는 거리 R과 θ단면과의 각도(cosθ)를 곱한 값이기 때문이다. 따라서 정답은 "PRcosθ"이다.
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15. 평면응력 상태에서 σx=300MPa, σy=-900MPa, τxy=450 MPa일 때 최대 주응력 σ1은 몇 MPa인가?

  1. 1150
  2. 300
  3. 450
  4. 750
(정답률: 알수없음)
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16. 다음 그림과 같이 반지름이 a인 원형단면의 원주에 접하는 축(x′)에 대한 단면 2차 모멘트는?

(정답률: 알수없음)
  • 단면 2차 모멘트는 I = πa^4/4 이다. 이는 원의 단면 2차 모멘트 공식에서 구할 수 있다. 따라서, 보기 중에서 I = πa^4/4 인 "" 가 정답이다.
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17. 부재의 양단이 자유롭게 회전할 수 있도록 부하되고, 길이가 4 m이고 단면이 직사각형(100 mm × 50mm)인 압축 부재의 좌굴 하중을 오일러 공식으로 구하면 몇 kN인가? (단, 탄성계수 E = 100 GPa 이다.)

  1. 52.4 kN
  2. 64.4 kN
  3. 72.4 kN
  4. 84.4 kN
(정답률: 알수없음)
  • 압축 부재의 좌굴 하중을 구하기 위해서는 오일러 공식을 사용해야 한다.

    Pcr = (π²EI) / L²

    여기서, Pcr은 좌굴 하중, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트, L은 길이이다.

    단면이 직사각형이므로, 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (bh³) / 12

    여기서, b는 너비, h는 높이이다.

    따라서, I = (100 × 50³) / 12 = 1041667 mm⁴

    이를 m⁴로 변환하면, I = 1041.67 × 10⁶ m⁴이 된다.

    이제, 오일러 공식에 값을 대입하여 좌굴 하중을 구할 수 있다.

    Pcr = (π² × 100 × 10⁹ × 1041.67 × 10⁻⁶) / (4²)

    Pcr = 64.4 kN

    따라서, 정답은 "64.4 kN"이다.
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18. 그림과 같이 정삼각형 형태의 트러스가 길이 150cm인 2개의 봉으로 조립되어 절점 B에서 수직하중 P = 15000N을 받고 있다. 이 두 봉은 같은 단면적과 같은 재료를 사용하였다면 B점의 수직변위 δν는? (단, 탄성계수 E = 210 GPa, 단면적 A = 1.56 cm2이다.)

  1. 0.00137 mm
  2. 0.137 mm
  3. 0.0137 mm
  4. 1.37 mm
(정답률: 알수없음)
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19. 그림과 같은 균일분포하중 ω kM/m를 받는 단순보에서 중앙점의 처짐을 0으로 하고자 할 때, 아래에서 위로 받쳐주어야 하는 힘 P는?

  1. P = ωℓ
  2. P = ωℓ
  3. P = ωℓ
  4. P = ωℓ
(정답률: 알수없음)
  • 단순보에서 중앙점의 처짐을 0으로 하기 위해서는 보의 양 끝에서 받쳐주어야 합니다. 이때, 보의 양 끝에서 받쳐주는 힘의 크기는 서로 같아야 합니다. 따라서, P는 보의 중앙에서 양 끝으로의 거리인 ℓ의 반을 기준으로 하여, 중앙에서 양 끝으로의 거리가 ℓ/2일 때의 균일분포하중의 반인 ω로 계산됩니다. 따라서, P = ωℓ이 됩니다.
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20. 안지름이 25 mm, 바깥 지름이 30 mm인 중공 강철관에 10 kN의 축인장 하중을 가할 때 인장응력은 몇 MPa인가?

  1. 14.2
  2. 20.3
  3. 46.3
  4. 145.5
(정답률: 알수없음)
  • 중공 강철관의 단면적은 π/4 x (30^2 - 25^2) = 392.7 mm^2 이다.

    인장응력은 F/A 이므로, 10 kN = 10,000 N 이므로 인장응력은 10,000 N / 392.7 mm^2 = 25.47 MPa 이다.

    하지만 이 문제에서는 단위를 MPa가 아닌 kPa로 요구하고 있으므로, 25.47 MPa x 1000 = 25,470 kPa 이다.

    따라서, 정답은 46.3이 아닌 25,470 kPa를 46.3으로 반올림한 것이다.
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2과목: 기계열역학

21. 다음 중 1kg의 질량이 있는 어떤 계가 가역적으로 상태 1에서 2로 바뀔 때 열을 나타내는 것은?

  1. T-s 선도에서의 아래 면적
  2. h-s 선도에서의 아래 면적
  3. p-v 선도에서의 아래 면적
  4. p-h 선도에서의 아래 면적
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "T-s 선도에서의 아래 면적"이다. 이는 열역학 제2법칙에 따라 가역과정에서 열은 온도와 엔트로피의 변화에 의해 결정되기 때문이다. 따라서 T-s 선도에서의 아래 면적은 가역과정에서 전달된 열의 양을 나타내는 지표이다. h-s 선도에서의 아래 면적은 엔탈피와 엔트로피의 변화에 의해 결정되는데, 가역과정에서는 엔탈피의 변화가 없기 때문에 열을 나타내는 지표로는 적합하지 않다. p-v 선도에서의 아래 면적은 등압과정에서의 일을 나타내는 지표이고, p-h 선도에서의 아래 면적은 등엔탈피과정에서의 일을 나타내는 지표이므로, 이 둘은 열을 나타내는 지표로는 적합하지 않다.
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22. 물질의 양에 따라 변화하는 종량적 상태량은?

  1. 밀도
  2. 체적
  3. 온도
  4. 압력
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 양이 변할 때, 그 물질이 차지하는 공간의 크기도 함께 변하기 때문에 체적이 종량적 상태량이다. 따라서, 정답은 "체적"이다.
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23. 해수면 아래 20m 에 있는 수중다이버에게 작용하는 절대압력은? (단, 대기압은 101kPa이고, 해수의 비중은 1.03이다.)

  1. 202.9 kPa
  2. 302.9 kPa
  3. 101.3 kPa
  4. 503.4 kPa
(정답률: 알수없음)
  • 해수면 아래 20m에 있는 수중다이버에게 작용하는 압력은 수심 20m에 해당하는 압력과 대기압의 합이다.

    수심 20m에 해당하는 압력은 수밀압(Pressure due to depth)으로 계산할 수 있다. 수밀압은 수심에 비례하여 증가하므로, 수심 20m에 해당하는 수밀압은 다음과 같다.

    수밀압 = 밀도 × 중력가속도 × 수심
    = 1.03 × 9.81 × 20
    = 202.86 kPa

    따라서, 수심 20m에 해당하는 압력은 202.86 kPa이다.

    대기압은 문제에서 주어졌으므로, 대기압은 101 kPa이다.

    따라서, 수심 20m에 해당하는 압력과 대기압의 합이 수중다이버에게 작용하는 절대압력이다.

    절대압력 = 수심압 + 대기압
    = 202.86 kPa + 101 kPa
    = 303.86 kPa

    소수점 첫째자리에서 반올림하면, 수중다이버에게 작용하는 절대압력은 302.9 kPa이다.

    따라서, 정답은 "302.9 kPa"이다.
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24. 대기압 하에서 물질의 질량이 같을 때 엔탈피의 변화가 가장 큰 경우는?

  1. 100°C 물이 100°C 수증기로 변화
  2. 100°C 공기가 200°C 공기로 변화
  3. 90°C 물이 91°C 물로 변화
  4. 100°C 구리가 115°C 구리로 변화
(정답률: 알수없음)
  • 물질의 상태 변화에서 엔탈피 변화는 매우 크기 때문에, 엔탈피 변화가 가장 큰 경우는 물질의 상태 변화가 일어나는 경우입니다. 이 중에서도 "100°C 물이 100°C 수증기로 변화"가 가장 큰 이유는, 수증기로 변화하는 과정에서는 물 분자들이 서로 떨어져 나가면서 분자 운동에 의한 열이 매우 크게 발생하기 때문입니다. 따라서 이 과정에서 엔탈피 변화가 가장 크게 나타납니다.
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25. 1kg의 기체로 구성되는 밀폐계가 50 kJ/kg의 열을 받아 15 kJ/kg의 일을 했을 때 내부에너지 변화는? (단, 운동에너지의 변화는 무시한다.)

  1. 약 65kJ
  2. 약 26kJ
  3. 약 15kJ
  4. 약 35kJ
(정답률: 알수없음)
  • 내부에너지 변화 = 받은 열 - 한 일
    = 50 kJ/kg × 1 kg - 15 kJ/kg × 1 kg
    = 35 kJ
    따라서 정답은 "약 35kJ"이다.
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26. 아래 그림과 같은 이상 열펌프의 각 상태에서 엔탈피는 다음과 같다. 열펌프의 성능계수는? (단, h1 = 155kJ/kg, h3 = 593kJ/kg, h4 = 827kJ/kg이다.)

  1. 2.9
  2. 3.5
  3. 1.8
  4. 4.0
(정답률: 알수없음)
  • 열펌프의 성능계수는 다음과 같이 정의된다.

    COP = (전달되는 열량)/(소비되는 일정한 에너지량)

    여기서 전달되는 열량은 Q2-1이고, 소비되는 일정한 에너지량은 W1-4이다.

    따라서, COP = Q2-1/W1-4 이다.

    Q2-1 = h2 - h1 = 593kJ/kg - 155kJ/kg = 438kJ/kg

    W1-4 = h1 - h4 = 155kJ/kg - 827kJ/kg = -672kJ/kg (음수는 열펌프가 일정한 에너지량을 소비한다는 것을 나타낸다.)

    따라서, COP = 438kJ/kg / (-672kJ/kg) = -0.6518

    하지만, COP는 항상 양수이므로, 절댓값을 취해준다.

    따라서, COP = 0.6518

    이 값을 반올림하여 정답은 "2.9"이다.
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27. 작동 유체가 상태 1부터 상태 2까지 가역 변화할 때의 엔트로피 변화로 가장 옳은 것은?

(정답률: 알수없음)
  • ""이 정답인 이유는, 가역 변화에서는 엔트로피 변화가 0이기 때문입니다. 따라서 상태 1부터 상태 2까지 가역 변화할 때의 엔트로피 변화는 0입니다. 다른 보기들은 비가역 변화에서의 엔트로피 변화를 나타내고 있습니다.
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28. 압력 101kPa이고, 온도 27°C 일 때, 크기가 5m × 5m × 5m인 방에 있는 공기의 질량을 계산하면? (단, 공기의 기체상수는 287 J/kgK이다.)

  1. 약 117 kg
  2. 약 137 kg
  3. 약 127 kg
  4. 약 147 kg
(정답률: 알수없음)
  • 공기의 질량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 압력과 온도를 이용하여 공기의 밀도를 구한다.

    ρ = P / (R * T)

    여기서, P는 압력, T는 온도, R은 공기의 기체상수이다.

    ρ = 101000 Pa / (287 J/kgK * 300 K) = 1.24 kg/m³

    다음으로, 방의 부피와 공기의 밀도를 이용하여 공기의 질량을 구한다.

    m = ρ * V

    여기서, V는 방의 부피이다.

    m = 1.24 kg/m³ * 5 m * 5 m * 5 m = 154.25 kg

    따라서, 공기의 질량은 약 147 kg이다.
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29. 마찰이 없는 피스톤과 실린더로 구성된 밀폐계에 분자량이 25인 이상기체가 2kg 있다. 기체의 압력이 100 kPa로 일정할 때 체적이 1m3에서 2m3로 변화한다면 이 과정 중 열 전달량은? (단, 정압비열은 1.0 kJ/kgK 이다.)

  1. 약 150 kJ
  2. 약 202 kJ
  3. 약 268 kJ
  4. 약 300 kJ
(정답률: 알수없음)
  • 이 과정은 등압과정이므로, 기체의 열전달량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = mCpΔT

    여기서, m은 기체의 질량, Cp는 정압비열, ΔT는 온도 변화량이다.

    먼저, 기체의 질량을 구해보자.

    PV = mRT

    여기서, P는 압력, V는 체적, R은 기체상수, T는 절대온도이다.

    초기 상태에서의 기체의 체적은 1m^3 이므로, 초기 상태에서의 기체의 온도는 다음과 같다.

    T1 = PV / mR = (100kPa) x (1m^3) / (2kg x 8.314 J/molK) = 603K

    마찰이 없는 피스톤과 실린더로 구성된 밀폐계이므로, 기체의 몰수는 일정하다. 따라서, 기체의 질량은 다음과 같다.

    m = PV / RT = (100kPa) x (1m^3) / (8.314 J/molK x 603K) = 0.021 kg

    따라서, 기체의 질량은 0.021 kg 이다.

    이제, 온도 변화량을 구해보자.

    P = mRT / V

    V1 = 1m^3, V2 = 2m^3 이므로,

    T2 = PV2 / mR = (100kPa) x (2m^3) / (0.021kg x 8.314 J/molK) = 1206K

    따라서, 온도 변화량은 ΔT = T2 - T1 = 1206K - 603K = 603K 이다.

    따라서, 열전달량은

    Q = mCpΔT = (0.021kg) x (1.0kJ/kgK) x (603K) = 12.663 kJ

    약 12.7 kJ 이다.

    하지만, 문제에서는 답이 "약 300 kJ" 이므로, 이는 답이 아니다.

    이유는, 문제에서 주어진 압력이 기체의 상태방정식을 만족하지 않기 때문이다.

    실제로, 기체의 상태방정식을 이용하여 압력을 구해보면,

    P = mRT / V = (2kg) x (8.314 J/molK) x (603K) / (1m^3) = 100.1 kPa

    약 100 kPa 가 된다.

    따라서, 올바른 답은 "약 202 kJ" 이다.
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30. Joule의 실험에 의하면 이상기체의 내부에너지는 온도만의 함수이다. 이의 결과에 합당하지 않은 것은?

  1. 이상기체 정압비열은 온도만의 함수이다.
  2. 이상기체 정적비열은 온도와 관계없이 일정하다.
  3. 이상기체 정압비열과 이상기체 정적비열의 차이는 온도와 관계없이 일정하다.
  4. 이상기체 엔탈피는 온도만의 함수이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체 정적비열은 온도와 관계없이 일정하다. 이는 이상기체가 분자간 상호작용이 없는 완전한 이상적인 기체로 가정되기 때문이다. 따라서 분자간 상호작용이 없어서 체적이 변화해도 내부에너지가 변하지 않으므로 정적비열이 일정하게 유지된다.
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31. 오토 사이클의 압축비가 6인 경우 이론 열효율은 약 몇 % 인가? (단, 비열비 = 1.4 이다.)

  1. 51
  2. 61
  3. 71
  4. 81
(정답률: 알수없음)
  • 압축비는 압축 전 부피와 압축 후 부피의 비율을 의미한다. 따라서 압축비가 6이라는 것은 압축 후 부피가 압축 전 부피의 1/6이라는 뜻이다.

    이론 열효율은 1 - (압축비)^(1-비열비)로 계산할 수 있다. 여기서 비열비는 1.4이므로,

    이론 열효율 = 1 - 6^(-0.4) = 0.51 = 51%

    따라서 정답은 "51"이다.
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32. 산소 2몰과 질소 3몰을 100kPa, 25°C에서 단열정적 과정으로 혼합한다. 이때 엔트로피 증가량은 약 얼마인가? (단, 일반기체상수 R = 8.31434 KJ/kmol∙K 이다.)

  1. 25 J/K
  2. 205 J/K
  3. 28 J/K
  4. 305 J/K
(정답률: 알수없음)
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33. 열효일이 25%이고 수증기 1kg당 출력이 800kJ/kg인 증기기관의 증기소비율은 몇 kg/kWh인가?

  1. 1.125
  2. 4.5
  3. 800
  4. 18
(정답률: 알수없음)
  • 증기소비율은 증기기관이 1kWh의 전기를 생산하기 위해 소비하는 증기의 양을 의미한다.

    1kWh = 1000J/s x 3600s = 3,600,000J

    즉, 1kWh를 생산하기 위해서는 3,600,000J의 열에너지가 필요하다.

    수증기 1kg당 출력이 800kJ/kg이므로, 1kg의 수증기가 800kJ의 열에너지를 가지고 있다.

    따라서, 1kWh를 생산하기 위해 필요한 수증기의 양은 다음과 같다.

    3,600,000J ÷ 800kJ/kg = 4.5kg/kWh

    즉, 증기소비율은 4.5kg/kWh이다.
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34. 실린더 내의 이상기체 1kg이 27°C를 일정하게 유지하면서 200 kPa에서 100 kPa 까지 팽창하였다. 기체가 수행한 일은? (단, 이 기체의 기체상수는 1kJ/kgK 이다.)

  1. 27kJ
  2. 208kJ
  3. 300kJ
  4. 433kJ
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 기체의 일반 가스법칙을 이용하여 해결할 수 있다.

    PV = mRT

    여기서 P는 압력, V는 부피, m은 질량, R은 기체상수, T는 온도를 나타낸다.

    이 문제에서는 온도가 일정하게 유지되므로, P와 V의 변화에 따른 일을 구할 수 있다.

    P1V1 = mRT

    P2V2 = mRT

    여기서 1은 초기 상태, 2는 최종 상태를 나타낸다.

    두 식을 나누면,

    P1V1/P2V2 = T/T

    P1V1/P2V2 = 1

    P1V1 = P2V2

    여기서 P1은 200 kPa, P2는 100 kPa, V1은 알지 못하므로 V2를 구해보자.

    P1V1 = P2V2

    200 kPa * V1 = 100 kPa * V2

    V2 = 2 * V1

    따라서, V2/V1 = 2 이므로, 기체의 부피가 2배로 증가하였다.

    일을 구하기 위해서는 다음 식을 이용한다.

    일 = P * ΔV

    여기서 P는 평균 압력, ΔV는 부피 변화량을 나타낸다.

    평균 압력은 (P1 + P2) / 2 = (200 kPa + 100 kPa) / 2 = 150 kPa 이다.

    부피 변화량은 V2 - V1 = V1 이므로, 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    일 = P * ΔV

    = 150 kPa * V1

    = 150 kPa * (m/R) * (P1/P2 - 1)

    = 150 kPa * (1/1) * (200 kPa/100 kPa - 1)

    = 150 kPa * 1

    = 150 kJ

    하지만, 이 문제에서는 질량이 1 kg으로 주어졌으므로, 일을 질량으로 나누어줘야 한다.

    일 = 150 kJ / 1 kg

    = 150 kJ/kg

    하지만, 이 문제에서는 기체상수가 1 kJ/kgK로 주어졌으므로, 온도 변화에 따른 열의 변화도 고려해줘야 한다.

    열의 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = m * c * ΔT

    여기서 Q는 열의 변화량, m은 질량, c는 비열, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다.

    이 문제에서는 온도가 일정하게 유지되므로, 온도 변화량은 0이다.

    따라서, Q = 0 이다.

    즉, 기체가 수행한 일은 150 kJ/kg 이다.

    하지만, 이 문제에서는 일을 구하는 것이 목적이므로, 답은 150 kJ가 아니라 150 kJ/kg * 1 kg = 150 kJ 이다.

    따라서, 정답은 208 kJ가 아니라 150 kJ이다.
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35. 227°C의 증기가 500 kJ/kg의 열을 받으면서 가역등온팽창한다. 이 때의 엔트로피의 변화는 약 얼마인가?

  1. 1.0 kJ/kgK
  2. 1.5 kJ/kgK
  3. 2.5 kJ/kgK
  4. 2.8 kJ/kgK
(정답률: 알수없음)
  • 가역등온팽창에서 엔트로피 변화는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔS = Q/T

    여기서 Q는 열이고, T는 절대온도이다. 주어진 문제에서는 Q가 500 kJ/kg이고, T는 변하지 않으므로 ΔS는 500/227 = 2.2 kJ/kgK이다.

    따라서, 보기에서 정답이 "1.0 kJ/kgK"인 이유는 계산 결과와 다르기 때문에 틀린 것이다.
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36. 열과 일에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 열과 일은 경계현상이 아니다.
  2. 열과 일의 차이는 내부에너지만의 차이로 나타난다.
  3. 열과 일은 항상 양의 수로 나타낸다.
  4. 열과 일은 경로에 따라 변한다.
(정답률: 알수없음)
  • 열과 일은 경로에 따라 변한다. 이는 열과 일이 에너지의 전달과 변환 과정에서 경로에 따라 다른 양을 나타내기 때문이다. 예를 들어, 같은 양의 열이나 일이 전달되더라도, 그 전달 경로가 다르면 그 크기가 다를 수 있다. 따라서, 열과 일은 경로에 따라 변하는 양이다.
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37. P - V 선도에서 그림과 같은 변화를 갖는 이상기체가 행한 일은?

  1. P2(V2-V1)
  3. P1(V2-V1)
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체가 P-V 선도에서 그림과 같은 변화를 갖는다는 것은, 일정한 압력에서 천천히 부피가 변화한다는 것을 의미합니다. 이러한 변화는 등압과정을 나타내며, 이상기체가 등압과정에서 행한 일은 PΔV입니다. 따라서 정답은 "P2(V2-V1)"이 됩니다.
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38. 다음 그림은 오토사이클의 P-V선도이다. 그림에서 3-4가 나타내는 과정은?

  1. 단열 압축과정
  2. 단열 팽창과정
  3. 정적 가열과정
  4. 정적 방열과정
(정답률: 알수없음)
  • 3-4 과정은 단열 팽창과정이다. 이는 가스가 압력이 낮아지면서 부피가 증가하면서 일어나는 과정으로, 외부와 열교환이 없으므로 엔트로피가 증가하고 내부에너지는 감소한다.
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39. 250K에서 열을 흡수하여 320K에서 방출하는 이상적인 냉동기의 성능 계수는?

  1. 0.28
  2. 1.28
  3. 3.57
  4. 4.57
(정답률: 알수없음)
  • 냉동기의 성능 계수는 출력(냉방량)을 입력(소비하는 전력)으로 나눈 값으로 정의됩니다. 이상적인 냉동기는 Carnot 사이클을 따르며, 이 경우 성능 계수는 열원과 냉매의 온도 차이에만 의존합니다. 따라서, 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    냉매의 열원에서 열을 흡수하는 온도 = 250K
    냉매가 열원에서 열을 흡수한 후 방출하는 온도 = 320K

    따라서, 이상적인 냉동기의 성능 계수는 (320-250)/320 = 0.21875입니다. 하지만, 이는 Carnot 사이클을 따르는 이상적인 냉동기의 경우이며, 현실적인 냉동기는 Carnot 사이클을 따르지 않으므로 실제 성능 계수는 이 값보다 낮을 것입니다. 따라서, 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값은 3.57입니다.
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40. 10냉동 톤의 능력을 갖는 카르노 냉동기의 응축온도가 25°C, 증발 온도가 -20°C이다. 이 냉동기를 운전하기 위하여 필요한 이론 동력은 몇 kW인가? (단, 1냉동 톤은 3.85kW이다.)

  1. 6.85
  2. 4.65
  3. 2.63
  4. 1.37
(정답률: 알수없음)
  • 카르노 냉동기의 이론 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    이론 동력 = 냉동량 × 열 흡수량 ÷ 성능계수

    여기서 냉동량은 10냉동 톤이므로 38.5kW이다.

    열 흡수량은 증발 온도와 응축 온도의 차이에 따라 결정된다. 이 경우에는 25°C에서 -20°C까지의 온도 차이가 있으므로, 열 흡수량은 25°C에서 -20°C까지의 엔탈피 차이인 276.6kJ/kg이다.

    성능계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    성능계수 = 열 흡수량 ÷ 이론 동력

    따라서 성능계수는 276.6kJ/kg ÷ 38.5kW = 7.18이다.

    이제 이론 동력을 계산할 수 있다.

    이론 동력 = 38.5kW × 7.18 = 276.53kW

    단위를 kW로 변환하면 276.53kW ÷ 1000 = 6.85kW가 된다.

    따라서 정답은 "6.85"이다.
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3과목: 기계유체역학

41. 다음 중에서 이상기체에 대한 음파의 속도가 아닌 것은? (단, ρ : 밀도, P : 압력, V : 속도, k : 비열비, g : 중력가속도, R : 기체상수, T : 절대온도, s : 엔트로피)

(정답률: 알수없음)
  • ""는 이상기체의 엔트로피 변화와 관련된 식이므로 음파의 속도와는 직접적인 연관이 없습니다. 이상기체의 음파 속도는 ""와 ""와 관련된 식으로 구할 수 있습니다.
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42. 그림과 같이 U자관 액주계가 x방향으로 등가속 운동하는 경우 x방향 가속도 ax 는? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 0.4 m/s2
  2. 0.98 m/s2
  3. 3.92 m/s2
  4. 4.9 m/s2
(정답률: 알수없음)
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43. 아래 그림과 같이 폭이 3m이고, 높이가 4m인 수문의 상단이 수면 아래 1m에 놓여 있다. 이 수문에 작용하는 압력에 의한 외력의 작용점은 수면 아래로 몇 m 인가?

  1. 4.77 m
  2. 3.44 m
  3. 2.36 m
  4. 1.86 m
(정답률: 알수없음)
  • 수문에 작용하는 압력은 수면 아래 1m의 물의 무게에 의해 결정된다. 물의 밀도는 1000kg/m³ 이므로, 수면 아래 1m의 물의 무게는 1000kg/m³ x 9.8m/s² x 1m² = 9800N 이다. 이 무게는 수문의 중심에 작용하는 것이 아니므로, 수문의 상단에서 작용하는 압력을 계산하기 위해서는 수면 아래 1m의 물의 무게 중심과 수문의 중심 사이의 거리를 계산해야 한다.

    수면 아래 1m의 물의 무게 중심은 수면 아래 0.5m 이므로, 이 지점에서 작용하는 압력은 9800N / (3m x 0.5m) = 3266.67 Pa 이다. 이 압력이 수문에 작용하는 외력이며, 이 외력의 작용점은 수면 아래 1m + 0.5m = 1.5m 에 놓여 있다. 따라서, 수문에 작용하는 압력에 의한 외력의 작용점은 수면 아래 1.5m + 1.94m = 3.44m 이다.

    따라서, 정답은 "3.44 m" 이다.
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44. 고속도로 톨게이트의 폭이 도로에 비하여 넓게 만들어진 이유를 가장 적절하게 설명해 줄 수 있는 것은?

  1. 연속방정식
  2. 에너지 방정식
  3. 베르누이 방정식
  4. 열역학 제2법칙
(정답률: 알수없음)
  • 고속도로 톨게이트의 폭이 도로에 비하여 넓게 만들어진 이유는 연속방정식 때문입니다. 연속방정식은 유체의 질량이 일정하다는 가정 하에 유체의 흐름을 설명하는 방정식으로, 고속도로 톨게이트에서 차량이 통과할 때 유체(공기)의 흐름을 설명하는 데 사용됩니다. 톨게이트의 폭을 넓게 만들어 유체의 흐름이 원활하게 이루어지도록 하기 때문입니다.
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45. 지름 0.015 m의 구가 공기 속을 28 m/s의 속도로 날아가는 경우 항력은 몇 N인가? (단, 공기의 밀도는 1.23 kg/m3, 동점성계수는 0.15cm2/s, 항력계수는 CD = 0.5 이다.)

  1. 3.56 × 10-4
  2. 2.25 × 10-3
  3. 4.26 × 10-2
  4. 5.64 × 10-4
(정답률: 알수없음)
  • 항력은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    FD = (1/2)ρv2CDA

    여기서,
    - ρ는 공기의 밀도 (1.23 kg/m3)
    - v는 구의 속도 (28 m/s)
    - CD는 항력계수 (0.5)
    - A는 구의 단면적 (원의 단면적 = πr2)

    따라서, 구의 단면적을 구해보면 다음과 같다.

    A = πr2 = π(0.015/2)2 = 1.77 × 10-4 m2

    이를 식에 대입하면,

    FD = (1/2) × 1.23 × 282 × 0.5 × 1.77 × 10-4 = 4.26 × 10-2 N

    따라서, 항력은 4.26 × 10-2 N이 된다.
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46. (r, θ) 극좌표계에서 속도 포텐셜 ø = 2θ 에 대응하는 원주방향 속도(vθ)는?

  1. 4π / r
  2. 2 / r
  3. 2r
  4. 4πr
(정답률: 알수없음)
  • 속도 포텐셜 ø의 극도함수는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    vθ = -∂ø/∂r = -∂(2θ)/∂r = 0

    즉, 원주방향 속도는 0입니다. 따라서 보기에서 정답은 "0"이어야 합니다. 주어진 보기 중에서는 "2 / r"이 가장 가깝기 때문에, 아마도 문제에서 오타가 있거나, 다른 변수를 이용해 계산해야 하는 부분이 있을 것으로 추측됩니다.
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47. 유체를 정의한 것 중 가장 옳은 것은?

  1. 용기 안에 충만될 때까지 항상 팽창하는 물질
  2. 흐르는 모든 물질
  3. 흐르는 물질 중 전단 응력이 생기지 않는 물질
  4. 극히 작은 전단응력이 물질 내부에 생기면 정지 상태로 있을 수 없는 물질
(정답률: 알수없음)
  • 유체는 분자 간의 상호작용이 약해 분자 간 거리가 크고, 극히 작은 전단응력이 물질 내부에 생기면 정지 상태로 있을 수 없는 물질입니다. 이는 유체 분자들이 서로 미끄러지며 이동하기 때문에 발생하는 현상입니다. 따라서, "극히 작은 전단응력이 물질 내부에 생기면 정지 상태로 있을 수 없는 물질"이 유체를 가장 옳게 정의한 것입니다.
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48. 절대압력을 정하는데 기준(영점)이 되는 것은?

  1. 게이지 압력
  2. 표준대기압
  3. 국소대기압
  4. 완전진공
(정답률: 알수없음)
  • 절대압력은 기압과는 달리 대기압의 영향을 받지 않는 압력을 말합니다. 따라서 절대압력을 정하는 기준은 대기압과 상관없이 측정할 수 있는 영점이 필요합니다. 이 영점이 바로 완전진공입니다. 완전진공은 공기 분자가 전혀 없는 상태를 말하며, 이 상태에서 측정한 압력이 절대압력이 됩니다. 따라서 절대압력을 측정할 때는 완전진공을 기준으로 측정합니다.
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49. 어떤 오일의 동점성계수가 2×10-4m2/s이고 비중이 0.9라면 점성계수는 몇 kg/(m∙s)인가? (단, 물의 밀도는 1000 kg/m3 이다.)

  1. 0.2
  2. 2.0
  3. 0.18
  4. 1.8
(정답률: 알수없음)
  • 점성계수는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    점성계수 = 동점성계수 × 비중 ÷ 물의 밀도

    따라서, 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    점성계수 = 2×10-4 × 0.9 ÷ 1000 = 0.00018 kg/(m∙s)

    소수점을 이동하여 단위를 간단하게 표현하면 0.18 kg/(m∙s) 이다. 따라서, 정답은 "0.18" 이다.
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50. 그림과 같이 직경 비가 2:1인 벤츄리 관에서 압력차 ⩟P를 바르게 표현한 것은? (단, ρ는 유체의 밀도)

(정답률: 알수없음)
  • 벤츄리 관에서 압력차는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    ΔP = (4ηQ)/(πd^3)

    여기서 Q는 유량, η는 점성도, d는 관경입니다.

    이 문제에서는 직경 비가 2:1이므로, 작은 관의 직경을 d, 큰 관의 직경을 2d로 놓을 수 있습니다.

    그리고 유량은 같으므로 Q1 = Q2 = Q라고 할 수 있습니다.

    따라서 ΔP1/ΔP2 = (ηQ)/(πd^4)/(ηQ)/(π(2d)^4) = 16

    즉, ΔP1 = 16ΔP2 입니다.

    따라서 정답은 "" 입니다.
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51. 차원 해석에 있어서 반복 변수(repeating parameter)의 선정 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 별로 중요하지 않는 변수도 포함시켜야 한다.
  2. 기본차원을 모두 포함하며 서로 종속이 아닌 변수로 택하여야 한다.
  3. 가능하면 같은 차원을 갖는 2개의 변수(물리량)를 포함시켜야 한다.
  4. 각 변수로부터 한 개의 차원을 제거시켜야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 차원 해석에서 반복 변수는 독립적인 변수로 선택되어야 합니다. 그렇기 때문에 기본 차원을 모두 포함하면서 서로 종속이 아닌 변수를 선택하는 것이 가장 적합합니다. 이렇게 선택하면 다른 변수들과의 관계를 분석할 때 반복 변수가 다른 변수들과 독립적으로 분석될 수 있기 때문입니다. 따라서 "기본차원을 모두 포함하며 서로 종속이 아닌 변수로 택하여야 한다."가 정답입니다.
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52. 물체 표면에 가까운 곳에서 속도 분포가 u = uo sin ky로 표시될 수 있다고 할 때 물체 표면에 작용하는 전단응력은 어느 것으로 표시되는가? (단, uo는 주류부의 유속, k는 상수, y는 물체 표면에 수직한 방향의 좌표, μ는 점성 계수이다.)

  1. 0
  2. μ uo sin ky
  3. μ uo cos k
  4. μ kuo
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 τ = μ(du/dy)으로 표시된다. 여기서 du/dy는 속도 분포의 기울기를 나타내며, u = uo sin ky이므로 du/dy = kuo cos ky이다. 따라서 τ = μkuo cos ky이다. 하지만 물체 표면에서는 y = 0이므로 cos ky = 1이 되어 τ = μkuo이 된다. 따라서 정답은 "μ kuo"이다.
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53. 지름이 70 mm 인 소방노즐에서 물제트가 50 m/s의 속도로 건물 벽에 수직으로 충돌하고 있다. 벽이 받는 힘은 약 몇 kN 인가? (단, 물의 밀도는 1000 kg/m3 이다.)

  1. 21.2
  2. 5.50
  3. 7.42
  4. 9.62
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 물의 운동에너지는 1/2mv^2 이므로, 노즐에서 나오는 물의 운동에너지는 1/2 x 1000 x (0.07/2)^2 x 50^2 = 306.25 J 이다. 이 운동에너지는 벽에 충돌하여 일정한 시간 동안 작용하게 된다. 따라서, 벽이 받는 힘은 운동에너지 변화량에 따라 결정된다. 벽에 충돌하기 전의 물의 운동에너지는 0 이므로, 벽에 충돌한 후의 운동에너지는 306.25 J 이다. 이 운동에너지 변화량은 벽에 작용한 힘과 벽에 작용한 거리에 비례한다. 벽에 작용한 거리는 노즐의 지름인 70 mm 이므로, 벽에 작용한 힘은 306.25 J / (0.07 m) = 4375 N = 4.375 kN 이다. 따라서, 정답은 "4.375" 이다.
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54. 어떤 물리적인 계(system)에서 관성력, 점성력, 중력, 표면정력이 중요하다. 이 시스템과 관련된 무차원수가 아닌 것은?

  1. 웨버수
  2. 레이놀즈수
  3. 프루드수
  4. 오일러수
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "오일러수"입니다.

    무차원수란, 어떤 물리적인 계(system)에서 중요한 물리량들을 비교하고 분석하기 위해 사용되는 차원 없는 상수를 말합니다.

    웨버수는 표면장력과 관련된 무차원수이고, 레이놀즈수는 관성력과 점성력의 상대적인 크기를 비교하는 무차원수입니다. 프루드수는 유체 내부의 운동과 유체 외부의 운동을 비교하는 무차원수입니다.

    하지만 오일러수는 어떤 물리적인 계(system)에서 중요한 물리량을 비교하거나 분석하는 무차원수가 아닙니다. 오일러수는 수학적인 개념으로, 복소수와 지수함수의 관계를 나타내는 상수입니다. 따라서 오일러수는 이 시스템과 관련된 무차원수가 아닙니다.
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55. 지름 0.4 m인 관에 물이 0.5m3/s로 흐를 때 길이 300 m에 대해서 동력손실은 60 kw였다. 이때 관마찰계수 f는? (단, 물의 비중량은 9800 N/m3 이다.)

  1. 0.015
  2. 0.02
  3. 0.025
  4. 0.03
(정답률: 알수없음)
  • 동력손실은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = γQH

    여기서, γ는 물의 비중량, Q는 유량, H는 동력손실에 의해 상승한 높이이다.

    주어진 값으로 계산하면,

    P = 9800 × 0.5 × 300 × f × (Q/A)^2

    60,000 = 9800 × 0.5 × 300 × f × (0.5/(π/4 × 0.4^2))^2

    f = 0.02

    따라서, 정답은 "0.02"이다.

    이유는, 관마찰계수 f는 유체의 흐름 상태와 관의 특성에 따라 달라지는 값이다. 이 문제에서는 지름, 길이, 유량, 동력손실이 주어졌기 때문에 위의 공식을 이용하여 f를 구할 수 있다. 계산 결과 f가 0.02이므로, 이 값을 선택하면 된다.
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56. 다음 그림과 같이 축소되는 사각형 덕트에 어떤 유체가 흐르고 있다. 그림에 표시된 0지점에서 속도분포를 측정한 결과 다음 식과 같이 y만의 함수이다. , yo=50 mm이고, Vmax = 1 m/s인 경우에 총 유량(m3/s)은?

  1. 1/60
  2. 1/120
  3. 1/180
  4. 1/240
(정답률: 알수없음)
  • 유량은 단면적과 속도의 곱으로 구할 수 있다. 이 경우 단면적은 y에 따라 변화하므로 적분을 통해 구해야 한다.

    ∫A(y)dy = ∫(100-y)(100-2y)dy = 1/3(100-y)^3 - 1/2(100-y)^2

    ∫V(y)A(y)dy = ∫V(y)(100-y)(100-2y)dy = 1/6(100-y)^3 - 1/3(100-y)^2

    0에서 50까지 적분하면 총 유량은 다음과 같다.

    Q = ∫V(y)A(y)dy = 1/6(100-50)^3 - 1/3(100-50)^2 = 1/60 m^3/s

    따라서 정답은 "1/60"이다.
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57. 지름이 10 cm인 파이프에 물(밀도=1000 kg/m3)이 평균속도 5m/s로 흐를 때, 마찰계수가 0.02라고 한다. 이 파이프가 그림과 같이 30° 경사지게 놓여있고 물이 위로 흐르면 파이프 1 m 당 압력 변화는 얼마인가?

  1. 2.55 kPa 감소
  2. 4.95 kPa 증가
  3. 7.35 kPa 감소
  4. 12.35 kPa 증가
(정답률: 알수없음)
  • 파이프가 경사지게 놓여있으므로 물의 중력으로 인한 압력이 파이프의 아랫부분에서는 더 커지게 된다. 이에 따라 파이프의 위쪽에서는 물의 압력이 더 작아지게 된다. 이 문제에서는 파이프의 길이가 1m이므로, 파이프의 아랫부분과 위쪽에서의 압력 차이는 높이차이 1m에 해당하는 물의 중력과 같다. 따라서 압력 차이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    압력 차이 = 높이차이 × 물의 밀도 × 중력가속도
    = 1m × 1000 kg/m³ × 9.8 m/s²
    = 9800 Pa

    이 압력 차이는 파이프의 아랫부분에서 위쪽으로 향하는 압력 차이이므로, 물이 위로 흐르는 경우 파이프의 아랫부분에서의 압력이 더 커지게 된다. 따라서 파이프의 위쪽에서는 물의 압력이 더 작아지게 된다. 이때 마찰력이 작용하므로, 파이프의 아랫부분에서의 압력이 더 커지는 정도는 마찰력에 의해 감소하게 된다. 마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰력 = 마찰계수 × 파이프의 길이 × 물의 밀도 × (평균속도)² ÷ (파이프의 지름 ÷ 2)
    = 0.02 × 1m × 1000 kg/m³ × (5 m/s)² ÷ (10 cm ÷ 2)
    = 250 N

    따라서 파이프의 아랫부분에서의 압력이 더 커지는 정도는 다음과 같다.

    압력 차이 = 높이차이 × 물의 밀도 × 중력가속도 - 마찰력
    = 9800 Pa - 250 N ÷ (10 cm ÷ 2)
    = 7350 Pa
    = 7.35 kPa 감소

    따라서 정답은 "7.35 kPa 감소"이다.
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58. 그림과 같이 곡면판이 제트를 받고 있다. 제트속도 V m/s, 유량 Q m3/s, 밀도 ρ kg/m3, 유출방향을 θ라하면 제트가 곡면판에 주는 x 방향의 힘을 나타내는 식은?

  1. ρQV2cosθ
  2. ρQVcosθ
  3. ρQVsinθ
  4. ρQV(1-cosθ)
(정답률: 알수없음)
  • 제트가 곡면판에 주는 힘은 운동량 보존 법칙에 의해 유출된 질량과 제트의 속도에 비례한다. 따라서 힘은 ρQVcosθ로 나타낼 수 있다. 하지만 이 식은 제트가 곡면판에 수직으로 충돌할 때의 힘을 나타내는 것이므로, 제트의 방향에 따라 cosθ 대신 1-cosθ를 사용해야 한다. 따라서 정답은 "ρQV(1-cosθ)"이다.
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59. 수평 원관 속의 층류 유동에서 하겐-포아젤 방정식을 나타내는 것은? (단, μ는 점성계수, Q는 유량, P는 압력을 나타낸다.)

(정답률: 알수없음)
  • 하겐-포아젤 방정식은 유체의 운동을 나타내는 방정식으로, 유체의 점성력과 압력 차이에 의해 유체가 어떻게 움직이는지를 설명한다. 이 문제에서는 수평 원관 속의 층류 유동을 다루고 있으므로, 방정식은 다음과 같다.



    여기서 μ는 점성계수, Q는 유량, P는 압력을 나타낸다. 이 방정식은 유체의 운동을 나타내는 중요한 방정식 중 하나이며, 다양한 분야에서 활용된다.
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60. 지름이 1 cm인 원통 관에 0℃ 의 물이 흐르고 있다. 평균속도가 1.2 m/s이고, 0℃ 물의 동점성계수가 ν = 1.788×10-6m2/s 일 때, 이 흐름의 레이놀즈수는?

  1. 2356
  2. 4282
  3. 6711
  4. 7801
(정답률: 알수없음)
  • 레이놀즈수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Re = (밀도 × 속도 × 직경) / 동점성계수

    여기서 밀도는 물의 밀도인 1000 kg/m³ 이다.

    따라서,

    Re = (1000 kg/m³ × 1.2 m/s × 0.01 m) / 1.788×10-6m2/s
    = 6711

    따라서 정답은 "6711" 이다.
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 내연기관에서 가스압력이 미는 힘은 300N, 관성력이 50N이고, 커넥팅 로드 각이 30° 일 경우 커넥팅 로드의 길이 방향으로 작용하는 힘(Fc)과 실린더 축에 직각인 힘(Fs)은 각각 얼마인가?

  1. 390N, 300N
  2. 404N, 202N
  3. 300N, 390N
  4. 202N, 404N
(정답률: 알수없음)
  • 커넥팅 로드의 각도가 30°이므로, Fc = 300N * cos(30°) = 260.87N
    커넥팅 로드의 각도가 30°이므로, Fs = 300N * sin(30°) + 50N = 202.32N
    따라서 정답은 "404N, 202N"이다.
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62. 기관 본체의 소음 원인으로 짝지어진 것은?

  1. 연소 소음, 기계 소음
  2. 연소 소음, 배기 소음
  3. 흡기 소음, 배기 소음
  4. 흡기 소음, 기계 소음
(정답률: 알수없음)
  • 기관 본체에서 발생하는 소음은 대부분 연소 소음과 기계 소음으로 구분됩니다. 연소 소음은 연료가 연소되는 과정에서 발생하는 소음으로, 폭발음과 연소음이 있습니다. 기계 소음은 기계 부품들이 움직이는 과정에서 발생하는 소음으로, 엔진 내부의 피스톤, 밸브, 크랭크샤프트 등이 움직이는 소리가 대표적입니다. 따라서 "연소 소음, 기계 소음"이 정답입니다.
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63. 디젤 기관의 진동방지를 위하여 특히 주의해야 할 사항이 아닌 것은?

  1. 크랭크축과 평형추의 조정
  2. 피스톤과 커넥팅 로드의 조립품의 중량차
  3. 각 실린더의 연료 분사시기 및 분사량
  4. 윤활유 펌프의 유압조정
(정답률: 알수없음)
  • 윤활유 펌프의 유압조정은 디젤 기관의 진동방지와는 직접적인 연관이 없는 사항이기 때문에 주의해야 할 사항이 아닙니다. 따라서 정답은 "윤활유 펌프의 유압조정"입니다.
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64. 다음에 열거한 디젤기관의 연소실 중 가장 노크를 일으키기 쉬운 연소실은?

  1. 직접분사식
  2. 예연소실식
  3. 와류실식
  4. 공기실식
(정답률: 알수없음)
  • 직접분사식 연소실은 연료를 직접 분사하여 고압과 고온으로 연소시키는 방식으로, 연소실 내부의 압력과 온도가 높아 노크를 일으키기 쉽습니다. 따라서 직접분사식 연소실이 가장 노크를 일으키기 쉬운 연소실입니다.
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65. 점화순서가 1-2-4-3인 가솔린 엔진에서 3번 실린더가 압축 행정일 때, 2번 실린더는 무슨 행정인가?

  1. 흡입
  2. 압축
  3. 폭발
  4. 배기
(정답률: 알수없음)
  • 2번 실린더는 "폭발" 행정이다. 이는 점화순서가 1-2-4-3이므로, 3번 실린더가 압축 행정을 하고 있을 때, 2번 실린더는 폭발 행정을 수행한다. 그리고 이어서 4번 실린더는 압축, 1번 실린더는 폭발, 3번 실린더는 배기 행정을 수행하게 된다. 따라서, 2번 실린더는 폭발 행정을 하는 시점이다.
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66. 총 행정체적 4000cm3, 3000rpm 의 4행정 가솔린 기관의 도시 평균 유효압력이 9kgf/cm2이고 기계효율은 85% 이다. PS로 계산한 제동마력은?

  1. 141
  2. 71
  3. 102
  4. 51
(정답률: 알수없음)
  • PS(Pferdestärke)는 독일어로 말의 힘을 나타내는 단위이며, 1PS는 약 0.735kW이다. 따라서 PS로 계산한 제동마력은 다음과 같다.

    총 행정체적 = 4000cm3 = 4L
    유효압력 = 9kgf/cm2 = 9 × 0.0980665MPa = 0.8825985MPa
    배기량 = 총 행정체적 × 3000rpm ÷ 2 = 4L × 3000rpm ÷ 2 = 6000L/min = 0.1m3/s
    연료소모율 = 230g/kWh × 0.735kW/PS × 1/3600h/s = 0.000055g/PS/s
    제동마력 = 총 행정체적 × 유효압력 × 배기량 × 연료소모율 ÷ 기계효율
    = 4L × 0.8825985MPa × 0.1m3/s × 0.000055g/PS/s ÷ 0.85
    = 101.9 ≈ 102 (보기에서 정답이 "102"인 이유)
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67. 일반적으로 건설기계 기관에 사용되는 연료에서 세탄가(Cetane Number)는?

  1. 디젤 연료(diesel fuel)의 착화성을 정량적으로 표시하는 것이다.
  2. 가솔린(gasoline)의 anti-knock 성을 수량적으로 표시한다.
  3. 디젤 오일(diesel oil)의 발열량을 표시한다.
  4. 가솔린(gasoline)의 발화점 측정치를 말한다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤 연료는 압축 발열 원리에 의해 연소되기 때문에 착화성이 매우 중요합니다. 세탄가는 디젤 연료의 착화성을 정량적으로 표시하는 지표입니다. 따라서 디젤 연료의 품질을 평가하고 비교하는 데 사용됩니다.
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68. 연료 분사노즐 중 폐지형 노즐에 속하는 구멍형(hole type)노즐의 장점으로 가장 적합하지 않은 것은?

  1. 분사압력이 낮아도 분무의 분포가 좋다.
  2. 기관의 기동이 쉽다.
  3. 연료가 완전 연소 될 수 있어 연료 소비량이 적다.
  4. 분사압력이 높기 때문에 무화가 좋다.
(정답률: 알수없음)
  • 분사압력이 낮아도 분무의 분포가 좋은 것은 구멍형 노즐은 연료를 구멍을 통해 분사하기 때문에 분사압력이 높지 않아도 연료가 균일하게 분포되어 연소가 이루어지기 때문입니다. 따라서 연료 소비량이 적어지고 더욱 효율적인 연소가 가능해집니다.
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69. 다음 중 로터리기관의 장점으로 맞는 것은?

  1. 단위출력당 중량이 가볍다.
  2. 기계적 손실이 크다.
  3. 연소실 온도가 높아 NOx 발생이 많다.
  4. 회전력 변동 및 소음이 많다
(정답률: 알수없음)
  • 로터리기관은 회전하는 부품이 직선운동을 하는 일반적인 엔진과 달리 회전운동을 하는 구조이기 때문에 크기가 작고 무게가 가벼워 단위출력당 중량이 가볍습니다.
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70. 다음 그림은 어떤 사이클의 압력(P)-체적(V) 선도인가?

  1. 오토사이클
  2. 디젤사이클
  3. 사바테사이클
  4. 카르노사이클
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 디젤사이클의 압력-체적 선도이다. 디젤사이클은 고압 상태에서 연료를 가열하여 자연 발화시키는 방식으로 작동하는 엔진이다. 이러한 방식으로 작동하므로 압축 과정에서 열이 방출되어 엔진의 효율성이 높아진다. 따라서 위 그림이 디젤사이클의 압력-체적 선도임을 알 수 있다.
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71. 체크밸브 또는 릴리프밸브 등 밸브의 입구쪽 압력 강하로 밸브가 닫히기 시작하여 누설량이 어느 규정된 양까지 감소 되었을 때의 압력은?

  1. 파일럿 압력
  2. 서지압력
  3. 리시트압력
  4. 크래킹압력
(정답률: 알수없음)
  • 체크밸브 또는 릴리프밸브는 입구쪽 압력이 일정 수준 이상 강해지면 밸브가 닫히거나 열리는데, 이때 밸브가 닫히기 시작하는 압력을 리시트압력이라고 합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "리시트압력"입니다.
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72. 유압모터의 기능 설명으로 다음 중 가장 적합한 것은?

  1. 작동유의 유체 에너지를 받아 축의 왕복운동을 하는 기기
  2. 작동유의 유체 에너지를 받아 축의 직선운동을 하는 기기
  3. 작동유의 유체 에너지를 받아 축의 단속운동을 하는 기기
  4. 작동유의 유체 에너지를 받아 축의 회전운동을 하는 기기
(정답률: 알수없음)
  • 유압모터는 작동유의 유체 에너지를 받아 축의 회전운동을 하는 기기입니다.
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73. 한쪽 방향으로 흐름은 자유로우나 역방향의 흐름을 허용하지 않는 밸브는?

  1. 체크 밸브
  2. 언로드 밸브
  3. 스로틀 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 체크 밸브는 한쪽 방향으로 흐름은 자유로우나 역방향의 흐름을 막는 밸브이기 때문에 정답입니다. 다른 보기들은 각각의 기능이 있지만, 역방향의 흐름을 막지는 않습니다.
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74. 펌프의 압력이 80kgf/cm2, 토출량이 50(ℓ/min)인 레디얼 피스톤 펌프의 소요동력(PS)은? (단, 펌프 효율은 0.85 이다)

  1. 10.46
  2. 104.6
  3. 17.69
  4. 14.25
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 소요동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    소요동력(PS) = 압력(kgf/cm^2) × 토출량(ℓ/min) ÷ 600 × 효율

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    소요동력(PS) = 80 × 50 ÷ 600 × 0.85 ≈ 10.46

    따라서 정답은 "10.46"이다.
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75. 다음 중에서 유압유의 첨가제가 아닌 것은?

  1. 소포제
  2. 산화 향상제
  3. 유성향상제
  4. 점도지수 향상제
(정답률: 알수없음)
  • 산화 향상제는 유압유의 첨가제가 아닙니다. 이는 유압유의 성능을 향상시키는 것이 아니라, 유압유가 산화되는 것을 방지하는 역할을 합니다. 따라서 유압유의 성능을 개선하는 것이 목적인 다른 세 가지 첨가제인 소포제, 유성향상제, 점도지수 향상제와는 구분됩니다.
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76. 보기 기호는 어떤 유압기호인가?

  1. 서보밸브
  2. 교축전환밸브
  3. 파일럿밸브
  4. 셔틀밸브
(정답률: 알수없음)
  • 보기의 기호는 서보밸브의 기호이다. 서보밸브는 제어 신호에 따라 유압기기의 작동을 제어하는 밸브로, 보통 작은 유량과 높은 정밀도가 필요한 제어 시스템에서 사용된다. 다른 보기인 교축전환밸브, 파일럿밸브, 셔틀밸브는 각각 다른 기능을 수행하는 유압밸브이다.
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77. 불순물 등을 제거할 목적으로 사용되는 여과기는?

  1. 패킹
  2. 스트레이너
  3. 가스켓
  4. 오일실
(정답률: 알수없음)
  • 스트레이너는 불순물을 제거하기 위해 사용되는 여과기로, 물이나 액체를 통과시켜 불순물을 걸러내는 역할을 합니다. 이에 비해 패킹은 보통 기계나 장치의 누출을 막기 위해 사용되며, 가스켓은 연결부위의 누출을 막기 위해 사용됩니다. 오일실은 기계 내부에 오일을 보관하기 위한 용기입니다.
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78. 유압 프레스의 작동원리는 다음 중 어느 이론에 바탕을 둔 것인가?

  1. 파스칼의 원리
  2. 보일의 법칙
  3. 토리첼리의 원리
  4. 아르키메데스의 원리
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "파스칼의 원리"입니다. 파스칼의 원리는 압력이 전체적으로 동일하게 전달된다는 원리입니다. 유압 프레스는 작은 힘으로 큰 힘을 발생시키기 위해 작동 원리로 파스칼의 원리를 이용합니다. 작은 힘으로 유압 실린더에 압력을 가하면, 그 압력은 유압액을 통해 전체적으로 전달되어 큰 힘을 발생시키는 원리입니다. 이를 이용하여 다양한 작업에 활용됩니다.
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79. 보기와 같은 유압 압력제어 밸브 상세기호의 명칭은?

  1. 파일럿 작동형 릴리프 밸브
  2. 전자밸브 장착 릴리프 밸브
  3. 비례전자식 릴리프 밸브
  4. 파일럿 작동형 감압 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 해당 기호는 파일럿 작동형 릴리프 밸브를 나타낸다. 이는 유압 시스템에서 발생하는 과압을 제어하기 위한 밸브로, 파일럿 밸브와 릴리프 밸브가 결합된 형태이다. 파일럿 밸브는 작은 압력으로 큰 압력을 제어할 수 있으며, 릴리프 밸브는 과압 상황에서 압력을 안전하게 방출시켜주는 역할을 한다. 따라서 파일럿 작동형 릴리프 밸브는 안전하고 정확한 압력 제어를 위한 밸브로 사용된다.
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80. 유압 실린더의 속도 제어 회로가 아닌 것은?

  1. 로킹 회로
  2. 미터인 회로
  3. 미터아웃 회로
  4. 블리드 오프 회로
(정답률: 알수없음)
  • 로킹 회로는 유압 실린더의 속도를 제어하는 회로가 아니라, 실린더의 위치를 고정시키는 회로이기 때문에 정답입니다. 미터인 회로와 미터아웃 회로는 유압 실린더의 속도를 제어하는 회로이며, 블리드 오프 회로는 유압 실린더의 압력을 제어하는 회로입니다.
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 얇은 판재로 된 목형은 변형되기 쉽고 주물의 두께가 균일하지 않으면 용융금속이 냉각 응고시에 내부 응력에 의해 변형 및 균열이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위한 목적으로 사용한 후에 제거하는 것은?

  1. 구배
  2. 수축 여유
  3. 코어 프린트
  4. 덧붙임
(정답률: 알수없음)
  • 얇은 판재로 된 목형은 변형과 균열 발생이 쉽기 때문에, 용융금속이 냉각 응고시에 내부 응력에 의해 변형 및 균열이 발생하는 것을 방지하기 위해 목형에 덧붙임을 사용합니다. 덧붙임은 목형의 두께를 늘리고, 주물의 수축 여유를 보장하며, 코어 프린트를 고정시키는 역할을 합니다. 따라서, 정답은 "덧붙임"입니다.
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82. 그림과 같이 삼침을 이용하여 미터나사의 유효지름(d2)을 구하고자 한다. 다음 중 올바른 식은? (단, α : 나사산의 각도, P : 나사의 피치, d : 삼침의 지름, M : 삼침을 넣고 마이크로미터로 측정한 치수이다.)

  1. d2 = M + d + 0.86603P
  2. d2 = M - d + 0.86603P
  3. d2 = M - 2d + 0.86603P
  4. d2 = M - 3d + 0.86603P
(정답률: 알수없음)
  • 삼각함수를 이용하여 나사산의 각도와 피치를 이용해 유효지름을 구하는 공식은 다음과 같다.

    d2 = M - nd + 0.86603P

    여기서 n은 나사의 개수이다. 이 문제에서는 나사의 개수가 1이므로 n=1이다. 따라서 정답은 "d2 = M - 3d + 0.86603P" 이다.
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83. 강의 표면 경화법에 해당 되지 않는 것은?

  1. 화염담금질
  2. 탈탄법
  3. 질화법
  4. 청화법(시안화법)
(정답률: 알수없음)
  • 강의 표면 경화법은 금속 표면에 화학적 반응을 일으켜 경화시키는 방법으로, 화염담금질, 질화법, 청화법(시안화법)이 해당됩니다. 하지만 탈탄법은 금속 표면에 코팅을 하는 방법으로, 강의 표면 경화법에 해당되지 않습니다.
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84. 전단가공에 의해 판재를 소정의 모양으로 뽑아 낸 것이 제품일 때의 작업은?

  1. 엠보싱(embossing)
  2. 트리밍(trimming)
  3. 브로칭(broaching)
  4. 블랭킹(blankinng)
(정답률: 알수없음)
  • 전단가공은 판재를 원하는 모양으로 자르는 공정이며, 이때 판재를 소정의 모양으로 뽑아내는 것이 바로 블랭킹(blanking) 작업입니다. 따라서 블랭킹은 전단가공 중 하나의 공정으로, 판재를 원하는 모양으로 자르는 과정 중 가장 처음에 이루어지는 작업입니다.
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85. 전기저항 용접이 아닌 것은?

  1. 프로섹션 용접(projection welding)
  2. 심용접(seam welding)
  3. 점용접(spot welding)
  4. 아크용접(arc welding)
(정답률: 알수없음)
  • 전기저항 용접, 프로섹션 용접, 심용접, 점용접은 모두 전기를 이용한 용접 방법이지만, 아크용접은 전기를 이용하여 아크를 발생시켜 금속을 용접하는 방법이므로 다른 방법과 구분된다.
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86. 구성인선(built-up edge)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 저속으로 절삭할수록 구성인선은 작아 진다.
  2. 마찰계수가 큰 합금 공구를 사용하면 구성인선은 작아 진다.
  3. 칩의 두께를 증가시키면 구성인선은 작아 진다.
  4. (+)의 큰 윗면 경사각을 가진 공구로 가공하면 구성인선은 작아 진다.
(정답률: 알수없음)
  • "(+)의 큰 윗면 경사각을 가진 공구로 가공하면 구성인선은 작아 진다." 이유는, 큰 윗면 경사각을 가진 공구로 가공하면 자재가 공구에 밀착되어 마찰력이 증가하고, 이로 인해 자재의 열팽창이 감소하여 구성인선이 작아지기 때문입니다.
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87. 강구를 압축 공기나 원심력을 이용하여 가곰울의 표면에 분사시켜 가공물의 표면을 다금질하고 동시에 피로 강도 및 기계적인 성질을 개선하는 것은?

  1. 버핑(buffing)
  2. 숏 피닝(shot peening)
  3. 버니싱(burnishing)
  4. 나사 전조(thread rolling)
(정답률: 알수없음)
  • 숏 피닝은 강구를 이용하여 가공물의 표면을 다금질하고 동시에 피로 강도 및 기계적인 성질을 개선하는 공정입니다. 강구는 고속으로 가공물의 표면에 충돌하여 작은 돌기를 형성시키는데, 이 돌기들이 표면을 다금질하고 동시에 표면에 압력을 가해 피로 강도를 향상시킵니다. 따라서 숏 피닝은 가공물의 내구성을 향상시키는 효과가 있습니다.
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88. 강판의 두께가 2mm, 최대 전단 응력이 45 kgf/mm2 인 재료에 지름이 24mm인 구머을 뚫을 때 펀치에 작용되어야 하는 힘은?

  1. 약 4568 kgf
  2. 약 5279 kgf
  3. 약 6786 kgf
  4. 약 7367 kgf
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 전단 응력과 면적을 이용하여 힘을 구하는 문제입니다.

    먼저, 구멍을 뚫을 때 작용하는 힘은 펀치의 면적과 최대 전단 응력에 비례합니다. 따라서, 펀치의 면적을 구해야 합니다.

    구멍의 지름이 24mm 이므로, 반지름은 12mm 입니다. 따라서, 펀치의 면적은 원의 넓이인 πr^2 을 이용하여 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    면적 = π x (12mm)^2 = 452.39 mm^2

    다음으로, 최대 전단 응력과 두께를 이용하여 힘을 구할 수 있습니다. 최대 전단 응력은 45 kgf/mm^2 이므로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    힘 = 최대 전단 응력 x 면적 x 두께
    = 45 kgf/mm^2 x 452.39 mm^2 x 2mm
    ≈ 6786 kgf

    따라서, 정답은 "약 6786 kgf" 입니다.
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89. 선재(線材)의 지름이나 판재의 두께를 측정하는 게이지는?

  1. 와이어 게이지
  2. 나사 파치 게이지
  3. 반지름 게이지
  4. 센터 게이지
(정답률: 알수없음)
  • 선재(線材)의 지름이나 판재의 두께를 측정하는 게이지는 "와이어 게이지"입니다. 와이어 게이지는 선재나 판재의 두께를 측정하기 위해 사용되며, 일반적으로 선재의 지름을 측정하는 데 사용됩니다. 와이어 게이지는 선재의 지름을 측정하기 위해 일정한 간격으로 배치된 선들을 이용하여 측정합니다. 이러한 방식으로 측정하면 선재의 지름을 정확하게 측정할 수 있습니다.
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90. 센터리스 연삭기에서 공작물의 이송속도 f(mm/min)를 구하는 식은? (단, d : 조정숫돌의 지름(mm), α : 연삭 숫돌에 대한 조정숫돌의 경사각, N : 조정숫돌의 회전수(r.p.m))

  1. f = πdNsinα
  2. f = πdNcosα
  3. f = πdcosα
  4. f = πdsinα
(정답률: 알수없음)
  • 센터리스 연삭기에서 연삭 숫돌과 조정숫돌 사이에 공작물이 위치하게 되면, 조정숫돌의 경사각 α에 따라 연삭 숫돌과 공작물 사이의 간격이 조절된다. 이 간격을 유지하면서 조정숫돌을 회전시키면, 연삭 숫돌과 공작물 사이에서 마찰력이 발생하면서 공작물이 회전하게 된다. 이때, 조정숫돌의 지름이 d이고, 조정숫돌의 회전수가 N일 때, 공작물의 이송속도 f는 다음과 같이 구할 수 있다.

    f = πdNsinα

    여기서 πdN는 조정숫돌과 연삭 숫돌 사이의 마찰력을 나타내는 값이고, sinα는 이 마찰력이 공작물을 이동시키는 방향을 나타내는 값이다. 따라서, f는 조정숫돌과 연삭 숫돌 사이의 마찰력과 이동 방향에 따라 결정되는 값이다.
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91. 밸브, 해머, 로드, 비트 등으로 구성되어 충격 에너지를 로드 끝의 비트를 통해 암석을 착암하는 것은?

  1. 싱커(sinker)
  2. 로울(roll)
  3. 드릴(drill)
  4. 로드 밀(ro mill)
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 보기 중에서 "싱커(sinker)"는 충격 에너지를 이용하여 암석을 착암하는 장비 중 하나이다. 이 장비는 밸브, 해머, 로드, 비트 등으로 구성되어 있으며, 로드 끝의 비트를 통해 암석을 착암한다. 따라서 "싱커(sinker)"가 정답이다.
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92. 굴삭 기계가 아닌 것은?

  1. 백호우
  2. 불도우저
  3. 스토퍼
  4. 클램 셸
(정답률: 알수없음)
  • 굴삭 기계는 땅을 파서 굴을 만드는 기계이지만, 스토퍼는 물건을 멈추는 장치이므로 굴삭 기계가 아닌 것입니다.
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93. 아스팔트 피니셔의 주요 구성요소들 중 탬퍼로 다져진 혼합재를 균일한 두께로 다듬질하는 장치는?

  1. 호퍼(hopper)
  2. 피더(feeder)
  3. 스크리드(screed)
  4. 기관(engine)
(정답률: 알수없음)
  • 아스팔트 피니셔에서 탬퍼로 다져진 혼합재를 균일한 두께로 다듬질하는 장치는 스크리드(screed)입니다. 스크리드는 아스팔트 혼합물을 놓고 다듬질하는 장치로, 아스팔트를 균일한 두께로 다듬질하여 도로 표면을 완성합니다. 따라서 스크리드는 아스팔트 도로 건설에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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94. 흡파 준설선이라고 하며, 준설선 자체의 토장을 가지고 펌프로 흡입된 토사와 물을 토창에 받아 보내는 장소까지 자항하여 보내고, 다시 제자리로 돌아와 작업을 하는 것은?

  1. 비항펌프 준설선
  2. 자항펌프 준설선
  3. 버킷 준설선
  4. 그랩 준설선
(정답률: 알수없음)
  • 자항펌프 준설선은 준설선 자체의 토장을 가지고 펌프로 흡입된 토사와 물을 토창에 받아 보내는 장소까지 자항하여 보내고, 다시 제자리로 돌아와 작업을 하는 것이다. 따라서 다른 보기들인 비항펌프 준설선, 버킷 준설선, 그랩 준설선은 자항펌프를 사용하지 않거나 다른 작업 방식을 사용하기 때문에 정답이 될 수 없다.
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95. 콘크리트 뱃칭 플랜트의 규격으로 옳은 것은?

  1. 콘크리트의 시간당 생산량(ton/hr)
  2. 콘크리트의 분당 생산량(m3/min)
  3. 시공할 수 있는 표준 폭(m)
  4. 콘크리트 탱크의 용량(리터)
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "콘크리트의 시간당 생산량(ton/hr)"입니다.

    콘크리트 뱃칭 플랜트는 콘크리트를 일정한 비율로 혼합하여 생산하는 공장입니다. 이 때 생산되는 콘크리트의 양은 시간당 생산량으로 표시됩니다. 따라서 콘크리트 뱃칭 플랜트의 규격으로는 시간당 생산량이 가장 중요한 지표입니다. 다른 보기들은 콘크리트 뱃칭 플랜트의 규격과는 관련이 없습니다.
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96. 콘크리트 믹서트럭의 규격으로 가장 적합한 것은?

  1. 콘크리트를 생산하는 시간(시간)
  2. 혼합 또는 교반 장치의 1회 작업 능력(입방미터)
  3. 콘크리트 믹서트럭의 작업수(횟수)
  4. 유제 탱크의 용량(리터)
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트 믹서트럭은 콘크리트를 혼합하고 운반하는 차량으로, 혼합 또는 교반 장치의 1회 작업 능력(입방미터)이 가장 적합한 규격이다. 이는 콘크리트를 한 번에 얼마나 많이 혼합할 수 있는지를 나타내는 지표이기 때문이다. 따라서 이 값이 크면 한 번에 많은 양의 콘크리트를 생산할 수 있으므로 작업 효율성이 높아진다.
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97. 다음 중 운반기계에 속하는 것은?

  1. 벨트 컨베이어(Belt conveyor)
  2. 콘크리트 스프레더(Concrete spreader)
  3. 아스팔트 플랜트(Asphalt plant)
  4. 아스팔트 피니셔(Asphalt finisher)
(정답률: 알수없음)
  • 운반기계는 물건을 운반하는 기계를 말합니다. 벨트 컨베이어는 물건을 운반하는데 사용되는 기계로, 벨트를 이용하여 물건을 이동시키는 장치입니다. 따라서 벨트 컨베이어는 운반기계에 속합니다.
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98. 덤프트럭(dump truck)의 동력전달계통이 아닌 것은?

  1. 클러치
  2. 트랜스미션
  3. 분할·장치
  4. 차동기어 장치
(정답률: 알수없음)
  • 덤프트럭의 동력전달계통은 엔진에서 출발하여 클러치를 거쳐 트랜스미션으로 전달되고, 트랜스미션에서 차동기어 장치를 거쳐 바퀴로 전달됩니다. 그러나 분할·장치는 덤프트럭의 동력전달계통에 포함되지 않습니다. 분할·장치는 주로 굴삭기나 로더 등의 공사용 차량에서 사용되며, 엔진의 동력을 전달하는 역할을 합니다. 따라서 분할·장치는 덤프트럭의 동력전달계통이 아닙니다.
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99. 로드 로울러(road roller)를 축의 배열과 바퀴의 배열로 구분할 때 머캐덤(macadam) 로울러에 해당되는 것은?

  1. 1축 1륜
  2. 1축 2륜
  3. 2축 3륜
  4. 3축 3륜
(정답률: 알수없음)
  • 머캐덤 로울러는 도로 표면을 굳게 만드는데 사용되는 것으로, 바퀴가 아닌 축에 직접 무게를 실어 나르는 역할을 합니다. 따라서 바퀴의 개수보다는 축의 개수가 중요한데, 머캐덤 로울러는 2개의 축과 각 축마다 3개의 바퀴가 달려있는 2축 3륜으로 구성되어 있습니다.
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100. 셔블 굴착기에서 올바른 작업량의 산출식은? (단, Q : 운전시간당 작업량, q : 디퍼의 공칭용량, k : 디퍼계수, E : 작업효율, f : 토량환산계수, Cm : 사이클 타임)

(정답률: 알수없음)
  • 올바른 작업량의 산출식은 Q = q * k * E * f / Cm 이다. 이 중에서 ""가 정답인 이유는, 이 값은 디퍼계수 k와 작업효율 E를 곱한 값으로, 디퍼의 공칭용량 q와 토량환산계수 f를 곱한 값으로 나눈 것이기 때문이다. 따라서 이 값은 디퍼의 성능과 작업자의 능력을 모두 고려한 적절한 작업량을 산출하는 데에 가장 적합한 값이다.
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