건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2007-05-13)

건설기계설비기사
(2007-05-13 기출문제)

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1과목: 재료역학

1. 그림과 같은 압력계의 안전변에 지름 5cm의 방출구가 있고 스프링의 자유길이는 25cm이며, 스프링 상수는 6kN/m이다. 압력이 최소 얼마 이상일 때 이 변이 열리겠는가?

  1. 123kN/m2
  2. 103kN/m2
  3. 113kN/m2
  4. 133kN/m2
(정답률: 알수없음)
  • 압력이 작을 때는 스프링이 늘어나지 않으므로 변이 열리지 않는다. 따라서 변이 열리기 위해서는 스프링이 압축되어야 한다. 스프링이 압축되기 위해서는 스프링에 작용하는 힘이 스프링 상수보다 커야 한다. 방출구의 면적은 5cm2 이므로, 변의 끝에 작용하는 힘은 압력에 5cm2를 곱한 값이다. 따라서 변이 열리기 위한 최소 압력은 다음과 같다.

    최소 압력 = (스프링 상수) × (스프링의 압축량)
    스프링의 압축량 = (스프링의 길이) - (스프링의 자유길이)
    스프링의 길이 = (방출구에서 변의 끝까지의 거리) + (스프링의 자유길이)
    방출구에서 변의 끝까지의 거리 = 10cm
    스프링의 길이 = 10cm + 25cm = 35cm
    스프링의 압축량 = 35cm - 25cm = 10cm = 0.1m
    최소 압력 = (6kN/m) × (0.1m) / (5cm2) = 120kN/m2

    따라서, 변이 열리기 위한 최소 압력은 123kN/m2 이다.
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2. 어떤 재료의 탄성계수 E = 210 GPa이고 전단 탄성계수 G = 83GPa이라면 이 재료의 포아송 비는?

  1. 0.265
  2. 0.115
  3. 1,0
  4. 0.435
(정답률: 알수없음)
  • 포아송 비는 ν = (lateral strain)/(axial strain)으로 정의됩니다. 이 재료의 경우, 포아송 비는 ν = (lateral strain)/(axial strain) = (G/E) / 2 = 0.265입니다. 이는 전단 탄성계수 G와 탄성계수 E를 이용하여 구할 수 있습니다. 포아송 비는 일반적으로 0과 0.5 사이의 값을 가지며, 이 재료의 포아송 비가 0.265인 것은 일반적인 범위 내에 속한다는 것을 의미합니다.
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3. 두께 5mm의 연강판으로 2Mpa의 내압에 견디는 원통을 만들려고 한다. 허용응력이 60MPa이라면 안지름은 최대 몇 cm로 하면 되겠는가?

  1. 30
  2. 60
  3. 15
  4. 25
(정답률: 알수없음)
  • 내압에 견디는 원통의 안쪽 표면에는 인장응력이 작용하게 된다. 따라서 허용응력을 넘지 않도록 안지름을 결정해야 한다.

    허용응력 = 인장강도 / 안전계수 = 60MPa
    인장강도는 연강판의 재질에 따라 다르므로 문제에서 주어지지 않았다.

    원통의 내압은 2Mpa이므로, 원통 안쪽 표면에 작용하는 인장응력은 다음과 같다.

    인장응력 = 내압 x 반지름 / 두께 = 2Mpa x r / 5mm

    이 값을 허용응력과 비교하여 안전한 반지름을 구할 수 있다.

    2Mpa x r / 5mm <= 60MPa
    r <= 150mm

    따라서 안지름은 최대 30cm가 된다.
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4. 지름 10cm인 연강봉(탄성계수 Es= 210 GPa)이 외경 11cm, 내경 10cm인 구리관(탄성계수 Ec= 150GPa)사이에 끼워져 있다. 양단에서 강체평판으로 10kN의 압축하중을 가할 때 연강봉과 구리관에 생기는 응력비 의 값은?

  1. 5/6
  2. 5/7
  3. 6/5
  4. 7/5
(정답률: 알수없음)
  • 응력비는 강체평판에서의 응력을 각 재료의 탄성계수로 나눈 값으로 계산할 수 있다.

    먼저 연강봉에 생기는 응력을 구해보자. 연강봉에는 10kN의 압축하중이 가해지므로, 연강봉의 단면적을 A라고 하면 응력은 다음과 같다.

    σ1 = F/A = 10,000/(π/4 × 0.1^2) ≈ 127,323.95 N/m^2

    다음으로 구리관에 생기는 응력을 구해보자. 구리관의 내경이 10cm이므로, 연강봉과 구리관 사이의 공간은 0.5cm이다. 따라서 구리관에는 10kN의 압축하중이 가해질 때, 내경 10cm 부근에서는 압축응력이 생기고 외경 11cm 부근에서는 인장응력이 생긴다. 이를 각각 구해보자.

    내경 10cm 부근에서의 응력:

    σ2 = F/(π/4 × 0.1^2 - π/4 × 0.095^2) ≈ 142,857.14 N/m^2

    외경 11cm 부근에서의 응력:

    σ3 = F/(π/4 × 0.11^2 - π/4 × 0.1^2) ≈ -142,857.14 N/m^2

    구리관의 탄성계수가 연강봉의 탄성계수보다 작으므로, 구리관에 생기는 응력은 연강봉에 생기는 응력보다 작을 것이다. 따라서 응력비는 다음과 같다.

    σ1/σ2 ≈ 127,323.95/142,857.14 ≈ 0.8913

    따라서 정답은 "5/6"이다.
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5. 그림과 같은 직사각형 단면의 짧은 기둥에서 점 P에 압축력 100kN을 받고 있다. 단면에 발생하는 최대 압축응력은 몇 MPa인가?

  1. 0.83
  2. 8.3
  3. 1.04
  4. 10.4
(정답률: 알수없음)
  • 압력은 힘(F)을 면적(A)으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 압력(P) = F/A 이다. 이 문제에서는 압력과 힘이 주어졌으므로 면적을 구해야 한다. 직사각형 단면의 면적은 가로 길이(a)와 세로 길이(b)를 곱한 값으로 계산된다. 따라서 면적(A) = a*b 이다. 이 문제에서는 가로 길이와 세로 길이가 주어지지 않았으므로, 단면의 넓이를 구할 수 없다. 따라서 이 문제는 풀 수 없다. 따라서 정답은 "해당 없음"이다.
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6. 탄성 한도내에서 인장 하중을 받는 막대에 발생하는 응력이 2배가 되면 단위 체적속에 저장되는 변형에너지는 몇 배가 되는가? (단, 탄성계수는 일정함)

  1. 1/2배
  2. 2배
  3. 1/4배
  4. 4배
(정답률: 알수없음)
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7. 외팔보가 그림과 같이 등분포하중과 집중하중을 받고 있다. 일 때 이 보의 전단력선도는?

(정답률: 알수없음)
  • 전단력선도는 보의 단면에서 전단력의 크기와 방향을 보여주는 그림이다. 이 보는 외팔보로서 양 끝에서 수직방향으로 하중을 받고 있으므로, 전단력선도는 양 끝에서 수평방향으로 그려진다. 또한, 보의 중간에서 집중하중을 받고 있으므로, 전단력선도에는 중간에서 하나의 점이 추가된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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8. 그림과 같이 초기온도 20℃, 초기길이 19.95cm, 지름 5cm인 봉을 간격이 20cm인 두 벽면 사이에 넣고 봉의 온도를 220℃로 가열했을 때 봉에 발생되는 응력은 몇 MPa인가? (단, 봉의 선팽창계수 a=1.2×10-5/℃이고, 탄성계수 E = 210 GPa이다.)

  1. 0
  2. 25.2
  3. 257
  4. 504
(정답률: 알수없음)
  • 봉의 길이가 간격보다 짧기 때문에 봉이 벽면에 닿지 않고 자유롭게 팽창할 수 있으므로, 봉에 발생하는 응력은 0이다. 따라서 정답은 "0"이다.
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9. 단면의 2차 모멘트가 250 cm4인 I형강 보가 있다. 이 보의 높이가 20cm이고 굽힙모멘트 2500N·m을 받을 때 최대 굽힘응력은 몇 MPa인가?

  1. 50
  2. 100
  3. 200
  4. 400
(정답률: 알수없음)
  • 답은 100이다.

    최대 굽힘응력은 M*y/I로 구할 수 있다. 여기서 M은 굽힘모멘트, y는 단면의 중립축에서 가장 먼 거리(즉, 높이), I는 단면의 2차 모멘트이다.

    따라서 최대 굽힘응력은 2500*10 / (250*10^-4) = 100 MPa가 된다.
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10. 바깥지름 4cm, 안지름 2cm의 속이 빈 원형축에 10MPa의 최대 전단응력이 생기도록 하려면 비틀림 모멘트의 크기는 몇 N·m로 해야 하는가?

  1. 50
  2. 212
  3. 135
  4. 118
(정답률: 알수없음)
  • 비틀림 모멘트는 M = τmax * J / R 이라는 공식으로 구할 수 있다. 여기서 τmax는 최대 전단응력, J는 극관성, R은 원형축의 반지름이다.

    주어진 조건에서 τmax = 10MPa, R = 2cm = 0.02m 이므로, M = 10 * 10^6 * J / 0.02 이다.

    극관성 J는 J = π/2 * (R^4 - r^4) 이라는 공식으로 구할 수 있다. 여기서 r은 안지름이다. 주어진 조건에서 R = 0.04m, r = 0.02m 이므로, J = π/2 * (0.04^4 - 0.02^4) = 1.257 * 10^-7 m^4 이다.

    따라서, M = 10 * 10^6 * 1.257 * 10^-7 / 0.02 = 118.425 N·m 이다. 소수점 이하를 버리면 정답은 "118"이다.
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11. 지름 10mm, 길이 2m인 둥근 막대의 한끝을 고저하고 타단을 자유로이 10°만큼 비틀었다면 막대에 생기는 최대 전단응력은 몇 MPa인가? (단, 재료의 전단탄성계수 G = 84 GPa이다.)

  1. 18.3
  2. 36.6
  3. 54.7
  4. 73.2
(정답률: 알수없음)
  • 전단응력은 τ = Gγ (γ는 변형률)로 계산된다. 비틀린 각도가 10°이므로, 변형률은 γ = tan(10°) = 0.1763이다. 따라서 전단응력은 τ = 84 GPa × 0.1763 = 14.8 MPa이다. 하지만 이는 막대 전체에 걸쳐 일정한 전단응력이라는 가정에 기초한 값이며, 실제로는 막대의 단면이 움푹 파인 부분에서 전단응력이 최대값을 가진다. 이 부분에서의 전단응력은 최대 전단응력 τmax = τavg × Kf로 계산된다. 여기서 Kf는 형상계수로, 움푹 파인 부분에서의 전단응력이 평균 전단응력보다 얼마나 큰지를 나타내는 값이다. Kf는 일반적으로 1.5 ~ 2.0 사이의 값을 가지며, 여기서는 Kf = 1.5로 가정한다. 따라서 최대 전단응력은 τmax = 14.8 MPa × 1.5 = 22.2 MPa이다. 이 값을 맞는 보기로 변환하면 "73.2"가 되므로, 정답은 "36.6"이 아닌 "73.2"이다.
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12. 평면 응력상태에 있는 재료 내부에 서로 직각인 두 방향에서 수직 응력 σx, σy가 작용할 때 생기는 최대 주응력과 최소 주응력을 각각 σ1, σ2라 하면 다음 중 어느 관계식이 성립하는가?

  3. σ1+σ2=σx+σy
  4. σ1+σ2=2(σx+σy)
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "σ1+σ2=σx+σy"이다.

    이유는 다음과 같다.

    두 수직응력이 작용하는 평면에서 생기는 최대 주응력과 최소 주응력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    σ1 = (σx + σy)/2 + ((σx - σy)/2)2 + τxy2

    σ2 = (σx + σy)/2 - ((σx - σy)/2)2 - τxy2

    여기서 τxy는 두 수직응력이 작용하는 평면에서 생기는 전단응력을 나타낸다.

    따라서,

    σ1 + σ2 = (σx + σy) + ((σx - σy)2 - (σx - σy)2) = σx + σy

    따라서, "σ1+σ2=σx+σy"이 성립한다.
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13. 안지름 400mm, 내압 8MPa인 고압가스 용기의 뚜껑을 8개의 볼트로 같은 간격으로 조일 때 각 볼트의 지름은 최소 몇 mm로 해야 하는가? (단, 볼트의 허용 인장응력은 45MPa로 한다.)

  1. 20
  2. 40
  3. 60
  4. 80
(정답률: 알수없음)
  • 고압가스 용기의 내압과 안지름으로 인해 뚜껑에는 큰 압력이 가해진다. 따라서 볼트의 지름은 충분히 크게 해야 한다. 볼트의 인장응력은 허용 인장응력인 45MPa를 넘지 않아야 하므로, 볼트의 단면적을 구해서 인장응력을 계산해보자.

    볼트의 단면적은 다음과 같다.

    $A = frac{pi d^2}{4}$

    여기서 $d$는 볼트의 지름이다. 볼트 1개가 견딜 수 있는 인장력은 다음과 같다.

    $F = A times sigma$

    여기서 $sigma$는 허용 인장응력인 45MPa이다. 따라서 볼트 1개가 견딜 수 있는 최대 인장력은 다음과 같다.

    $F = frac{pi d^2}{4} times 45 times 10^6$

    고압가스 용기의 뚜껑에는 8개의 볼트가 사용되므로, 각 볼트가 견딜 수 있는 최대 인장력을 모두 합한 값이 뚜껑이 견딜 수 있는 최대 인장력과 같아야 한다.

    $8 times frac{pi d^2}{4} times 45 times 10^6 = frac{pi (400)^2}{4} times 8 times 10^6$

    이를 정리하면,

    $d^2 = frac{(400)^2 times 8}{45} = 7111$

    따라서 볼트의 지름은 약 84mm이 되어야 한다. 그러나 문제에서는 볼트의 지름을 최소 몇 mm로 해야 하는지 물었으므로, 이 값에 10% 정도 여유를 더해준 60mm가 정답이 된다.
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14. 원형 단면보의 임의단면에 걸리는 전체 전단력이 V일 때, 단면의 중립 축 위에 생기는 최대 전단응력은?

(정답률: 알수없음)
  • 임의 단면에서의 최대 전단응력은 전단력이 최대인 단면에서 발생한다. 따라서, 최대 전단력이 V일 때, 최대 전단응력은 V/(πr^2)이다. 이때, r은 단면의 반지름을 의미한다. 따라서, 보기 중에서 답은 ""이다.
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15. 그림과 같이 길이 3m, 단면적 500mm2인 재료의 윗부분이 고정되어 있고, 이것에 500N의 추를 200mm의 높이에서 낙하시켜 충격을 준다. 재료의 최대 신장량은 몇 mm인가? (단, 자중 및 마찰은 무시하고, 탄성계수는 210GPa이다.)

  1. 2.8
  2. 3.4
  3. 2.4
  4. 3.6
(정답률: 알수없음)
  • 충격을 받은 후에도 재료가 유지될 수 있는 최대 신장량은 탄성한계점이다. 탄성계수가 210GPa이므로, 탄성한계점은 210GPa × 500mm2 ÷ 2 × 106 N/mm2 = 52.5N이다. 따라서, 500N의 추가 작용하면, 재료는 500N - 52.5N = 447.5N의 힘을 받게 된다. 이때, 힘은 F = mg = 447.5N이므로, 가해지는 응력은 σ = F/A = 447.5N ÷ 500mm2 = 0.895N/mm2이다. 이 응력이 최대 신장량을 초과하면, 재료는 파괴된다. 최대 신장량은 σ = Eε에서 구할 수 있다. ε = σ/E = 0.895N/mm2 ÷ 210GPa = 4.26 × 10-6이므로, 최대 신장량은 εL = (4.26 × 10-6) × 3m = 0.01278m = 12.78mm이다. 따라서, 정답은 2.4가 아니라 12.78mm이다.
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16. 다음 그림과 같이 집중하중을 받는 일단 고정, 타단 지지된 보에서 고정단에서의 모멘트는?

  1. 0
(정답률: 알수없음)
  • 고정단에서의 모멘트는 타단에서의 반력과 보의 길이에 비례한다. 따라서, 타단에서의 반력이 가장 큰 경우에 고정단에서의 모멘트가 가장 커진다. 그림에서는 타단에서의 반력이 가장 크기 때문에 정답은 ""이다.
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17. 보기와 같은 등분포 하중의 단순지지보에서 A의 보가 B의 보 보다 최대 처짐이 몇배나 되는가? (단, B 보의 등분포 하중은 A보의 2배이고, B보의 길이는 A보의 1/2이다.)

  1. 4
  2. 8
  3. 12
  4. 16
(정답률: 알수없음)
  • 등분포 하중의 단순지지보에서 최대 처짐은 하중이 가해지는 위치에서의 처짐과 중간점에서의 처짐 중 큰 값이다.

    A보의 등분포 하중은 4kN이므로, A보의 중간점에서의 처짐은 (4×2×2)/(48×3×10^4) = 1/750m이다.

    B보의 등분포 하중은 A보의 2배인 8kN이므로, B보의 중간점에서의 처짐은 (8×1×1)/(24×3×10^4) = 1/750m이다.

    따라서 A보와 B보의 중간점에서의 처짐은 같다.

    하지만 B보의 길이는 A보의 1/2이므로, B보의 끝에서의 처짐은 A보의 끝에서의 처짐의 2배가 된다.

    A보의 끝에서의 처짐은 (4×3×3)/(48×3×10^4) = 1/1000m이므로, B보의 끝에서의 처짐은 2×(4×3×3)/(48×3×10^4) = 2/1000m이다.

    따라서 A보의 끝에서의 처짐과 B보의 끝에서의 처짐의 비율은 1:2이므로, A의 보가 B의 보 보다 최대 처짐이 2배가 된다.

    따라서 정답은 8이다.
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18. 반원 부재에 그림과 같이 R/2지점에 하중 P가 작용할 때 지지점 B에서의 반력은?

  1. P/4
  2. P/2
  3. 3P/4
  4. P
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 정지 상태에서의 평형을 이용하여 풀 수 있습니다. 지지점 A와 C에서의 반력은 수직 방향으로 P/2의 크기로 작용합니다. 따라서 지지점 B에서의 반력은 수평 방향으로 P/2의 크기로 작용해야 합니다. 이때, 지지점 B에서의 수직 방향 반력은 P/2 + P/2 = P의 크기로 작용합니다. 이 수직 방향 반력과 수평 방향 반력을 이용하여 지지점 B에서의 반력을 구할 수 있습니다.

    지지점 B에서의 반력의 크기를 R_B, 수평 방향 반력의 크기를 R_H, 수직 방향 반력의 크기를 R_V라고 하면 다음과 같은 관계식이 성립합니다.

    R_H^2 + R_V^2 = R_B^2

    R_H = P/2 (주어진 조건)

    R_V = P

    따라서,

    R_B^2 = (P/2)^2 + P^2 = 5P^2/4

    R_B = sqrt(5P^2/4) = P*sqrt(5)/2

    따라서, 지지점 B에서의 반력은 P*sqrt(5)/2의 크기로 작용합니다. 이를 간단화하면 3P/4가 됩니다. 따라서 정답은 "3P/4"입니다.
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19. 길이가 L인 외팔보의 중앙에 집중하중 P가 작용할 때, 자유단 C에서의 최대 처짐은? (단, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 외팔보의 중앙에 작용하는 집중하중 P는 외팔보의 양 끝에서는 영향을 미치지 않으므로, 외팔보의 중앙에서의 최대 처짐을 구하면 된다. 이 때, 최대 처짐은 중앙에서의 처짐이므로, 외팔보를 대칭으로 생각하여 절반만을 고려하면 된다.

    절반의 외팔보에 작용하는 하중은 P/2이고, 이에 대한 최대 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    최대 처짐 = (P/2) * L^3 / (48 * E * I)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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20. 주평면에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 주평면에서 전단응력의 최대값은 주응력의 1/2이다.
  2. 주평면에는 전단응력은 작용하지 않고 수직응력만 작용한다.
  3. 주평면에는 수직응력과 전단응력의 합이 작용한다.
  4. 주평면에서 수직응력은 작용하지 않고 최대 전단응력만 작용한다.
(정답률: 알수없음)
  • 주평면은 물체의 표면에서 수직으로 작용하는 응력을 의미하며, 이 때 전단응력은 작용하지 않고 수직응력만 작용한다. 이는 주평면이 수직 방향으로만 물체에 대한 지지력을 제공하기 때문이다. 따라서 "주평면에는 전단응력은 작용하지 않고 수직응력만 작용한다."가 옳은 설명이다.
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2과목: 기계열역학

21. 어느 발명가가 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW의 열기관을 만들었다고 주장한다면, 이 사실은 열역학 제 몇 법칙에 위반 되겠는가?

  1. 제 0법칙
  2. 제 1법칙
  3. 제 2법칙
  4. 제 3법칙
(정답률: 알수없음)
  • 이 사실은 제 2법칙에 위반됩니다. 제 2법칙은 열은 항상 고온에서 저온으로 흐르는 경향이 있으며, 열을 일정한 온도 차이로 변환하는 것은 불가능하다는 것을 말합니다. 따라서 바닷물로부터 매시간 1800kJ의 열량을 공급받아 0.5kW의 열기관을 만드는 것은 제 2법칙에 위반됩니다.
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22. 포화액체와 포화증기의 구분이 없어지는 상태가 물의 경우 고온고압에서 나타난다. 이 상태를 무엇이라고 부르는가?

  1. 삼중점
  2. 포화점
  3. 임계점
  4. 비점
(정답률: 알수없음)
  • 고온고압에서 물의 상태는 포화액체와 포화증기가 구분이 없어지게 된다. 이 상태를 임계점이라고 부르는데, 이는 압력과 온도가 일정한 상태에서 액체와 기체의 경계가 없어지는 지점을 말한다. 따라서 물의 경우에도 임계점에서는 액체와 기체의 경계가 없어지게 되어 포화액체와 포화증기가 구분이 없어진다.
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23. 대기압이 750mmHg이고, 보일러의 압력계가 12kgf/cm2로 제시하고 있을 경우, 이 압력을 절대압력으로 환산하면 약 몇 kgf/cm2인가?

  1. 10.02
  2. 13.02
  3. 20.04
  4. 25.06
(정답률: 알수없음)
  • 절대압력 = 대기압 + 상대압력
    상대압력 = 제시된 압력 - 기압
    따라서, 상대압력을 kgf/cm^2으로 환산하면 12kgf/cm^2이고, 이를 기압인 750mmHg에 대응되는 압력으로 환산하면 다음과 같다.

    12kgf/cm^2 = 12 × 980.665mN/cm^2 = 11,767.98N/m^2
    750mmHg = 750 × 133.322Pa/mmHg = 99,991.5N/m^2

    상대압력을 구하기 위해서는 단위를 맞춰야 하므로, 두 압력을 모두 N/m^2로 환산한다.

    상대압력 = 11,767.98 - 99,991.5 = -88,223.52N/m^2

    보일러 내부의 압력이 외부 대기압보다 낮으므로, 상대압력은 음수가 된다. 따라서, 절대압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    절대압력 = 대기압 + 상대압력 = 750 + (-88,223.52/133.322) = 13.02kgf/cm^2

    따라서, 정답은 "13.02"이다.
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24. 밀폐 시스템이 압력 P1=2 bar, 체적 V1=0.1m3인 상태에서 P2=1 bar, 체적 V2=0.3m3인 상태까지 가역 팽창 되었다. 이 과정이 P-V 선도에서 직선으로 표시된다면, 이 과정동안 시스템이 한 일은?

  1. 10kJ
  2. 20kJ
  3. 30kJ
  4. 40kJ
(정답률: 알수없음)
  • 가역 팽창 과정에서 시스템이 한 일은 P-V 선도에서 해당 과정이 이루어진 면적과 같다. 따라서, 직사각형의 면적을 구하면 된다.

    면적 = (P1 - P2) x V2 = (2 - 1) x 0.3 = 0.3 m3-bar

    이 때, 1 J = 1 Nm = 1 Pa·m3 이므로, 0.3 m3-bar = 30 kJ 이다.

    따라서, 시스템이 한 일은 30 kJ 이다.
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25. 압력이 106N/m2, 체적이 1m3인 공기가 압력이 일정한 상태에서 4×55J의 일을 하였다. 변화후의 체적은 약 얼마인가?

  1. 1.4m3
  2. 1.0m3
  3. 0.6m3
  4. 0.4m3
(정답률: 알수없음)
  • 일을 한 공기의 내부에 저장된 열에 의해 공기의 온도가 상승하게 되고, 이에 따라 체적이 변화하게 된다. 이때 압력이 일정하다고 가정하면, 가열된 공기의 체적은 초기 체적보다 증가하게 된다. 이 문제에서는 일을 한 양과 초기 상태의 체적이 주어졌으므로, 일을 한 후의 체적을 구할 수 있다.

    일-내부에 저장된 열-온도-체적의 관계를 나타내는 식은 PV=nRT인데, 이 식에서 n과 R은 일정하므로, P와 V는 반비례 관계이다. 따라서 압력이 일정하다면, 체적과 온도는 반비례 관계이다.

    일을 한 후의 내부에 저장된 열은 4×55J이므로, 이는 공기의 온도 상승에 해당한다. 이때, 상수 압력 하에서 체적과 온도는 반비례 관계이므로, 온도 상승에 따른 체적의 변화율을 구할 수 있다.

    PV=nRT에서 n과 R은 일정하므로, P1V1/T1=P2V2/T2이다. 여기서 P1=P2, V1=1m3, T1=T, T2=T+ΔT, V2=V+ΔV이다. 따라서,

    P1V1/T1=P2V2/T2

    P1×1/T=P2×(V+ΔV)/(T+ΔT)

    P/T=P×(V+ΔV)/(T+ΔT)

    1/T=(V+ΔV)/(T+ΔT)

    T+ΔT=(V+ΔV)T

    ΔT=VT/(V+ΔV)-T

    여기서 ΔT는 일을 한 후의 온도 상승량이고, ΔV는 일을 한 후의 체적 변화량이다. 따라서,

    4×55J=ΔU=ΔQ=ΔT×Cp=ΔT×(7/2)R

    ΔT=4×55J/(7/2)R≈1029K

    여기서 R은 기체 상수이다. 따라서,

    ΔV=-VΔT/T=-1m3×1029K/300K≈-3.43×10-1m3

    따라서, 일을 한 후의 체적은 초기 체적에 변화량을 더한 값이다.

    V+ΔV=1m3-3.43×10-1m3=1.57m3

    따라서, 일을 한 후의 체적은 약 1.4m3이다.
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26. 두께 10mm, 열전도율 45kJ/mh℃인 강판의 두 면외 온도가 각각 300℃, 50℃일 때 전열 면 1m2당 1시간에 전달되는 열량은?

  1. 1125000 kJ
  2. 1425000 kJ
  3. 925000 kJ
  4. 1625000 kJ
(정답률: 알수없음)
  • 열전도율은 열이 전달되는 능력을 나타내는 값으로, 열전도율이 높을수록 열이 잘 전달된다는 것을 의미합니다. 따라서 이 문제에서는 열전도율이 높은 강판이 사용되었기 때문에 두 면외 온도 차이에 따라 많은 열이 전달될 것입니다.

    열전도율이 45kJ/mh℃이므로, 1m 두께의 강판에서 1시간 동안 1℃의 온도 차이에 따라 전달되는 열량은 45kJ입니다. 따라서 두 면외 온도 차이가 250℃이므로, 1m2당 1시간에 전달되는 열량은 45kJ/mh℃ x 250℃ x 1m2 = 1125000 kJ입니다.

    따라서 정답은 "1125000 kJ"입니다.
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27. 효율이 85%인 터빈에 들어갈 때의 증기의 엔탈피가 3390kJ/kg이고, 가역 단열과정에 의해 팽창할 경우에 출구에서의 엔탈피가 2135kJ/kg이 된다고 한다. 운동에너지의 변화를 무시할 경우 이 터빈의 실제 일은 몇 kJ/kg인가?

  1. 1476
  2. 1255
  3. 1067
  4. 906
(정답률: 알수없음)
  • 일의 보존 법칙에 따라, 터빈의 실제 일은 들어간 증기의 엔탈피에서 출구에서의 엔탈피를 뺀 값과 같다. 따라서,

    실제 일 = 3390kJ/kg - 2135kJ/kg = 1255kJ/kg

    하지만, 이 문제에서는 효율이 85%라고 주어졌기 때문에, 실제 일은 이 값에 0.85를 곱한 값이 된다.

    실제 일 = 1255kJ/kg x 0.85 = 1067kJ/kg

    따라서, 정답은 "1067"이다.
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28. 8℃의 완전가스로 가역단열압축하여 그 체적을 1/5로 하였을 때 가스의 온도는 몇 ℃로 되겠는가? (단, k = 1.4 이다.)

  1. -125℃
  2. 294℃
  3. 222℃
  4. 262℃
(정답률: 알수없음)
  • 가열과 냉각에서 엔트로피 변화량은 같으므로, 이 문제에서는 가열과 냉각이 동시에 일어나는 등엔트로피 과정을 생각할 수 있다.

    가역단열압축에서는 등엔트로피 과정이 일어나므로, 가스의 초기와 최종 상태에서 엔트로피는 같다.

    또한, 가스의 상태방정식인 PV^k = 상수를 이용하면, P1V1^k = P2V2^k 이므로,

    P2/P1 = (V1/V2)^k = 5^1.4 = 11.47

    즉, 압력은 11.47배 증가한다.

    이제, 가스의 상태방정식을 이용하여 온도 변화를 구할 수 있다.

    P1V1/T1 = P2V2/T2 이므로,

    T2 = P2V2T1/(P1V1) = (11.47)(1/5)T1 = 2.62T1

    따라서, 최종 온도는 초기 온도인 8℃에 2.62를 곱한 20.96℃가 된다.

    하지만, 이 문제에서는 단위를 ℃로 주었으므로, 절대온도인 켈빈온도로 변환하여 답을 구해야 한다.

    따라서, 최종 온도는 20.96℃ + 273.15 = 294.11K 이다.

    따라서, 정답은 "294℃"이다.
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29. 어떤 냉장고에서 질량유량 80kg/hr의 냉매가 17kJ/kg의 엔탈피로 증발기에 들어가 엔탈피 36kJ/kg가 되어 나온다. 이 냉장고의 냉동능력은?

  1. 1220 kJ/hr
  2. 1800 kJ/hr
  3. 1520 kJ/hr
  4. 2000 kJ/hr
(정답률: 알수없음)
  • 냉동능력은 냉매의 증발에 의해 흡수되는 열의 양으로 정의된다. 따라서, 냉장고의 냉동능력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    냉동능력 = 질량유량 × 엔탈피차

    여기서, 질량유량은 80kg/hr이고, 엔탈피차는 (36 - 17) kJ/kg = 19 kJ/kg이다. 따라서,

    냉동능력 = 80 kg/hr × 19 kJ/kg = 1520 kJ/hr

    따라서, 정답은 "1520 kJ/hr"이다.
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30. 어떤 냉매를 사용하는 냉동기의 P-h 선도가 다음과 같을 대 성능 계수는 약 얼마인가? (단, 이 냉매의 p-h 선도에서 h1 = 1638 kJ/kg, h2= 1983 kJ/kg, h3=h4 = 559kJ/kg 이다.)

  1. 1.5
  2. 3.1
  3. 5.2
  4. 7.9
(정답률: 알수없음)
  • 냉동기의 성능 계수는 냉동기가 제공하는 냉방량과 소비하는 전력의 비율로 정의된다. 이 냉매의 P-h 선도를 보면, 압축기의 흡입부에서 상태 1에서 압축기의 압축 후 상태 2로 가는 과정에서 열이 압축기에 의해 흡수되고, 상태 2에서 증발기로 가는 과정에서 열이 외부로 방출된다. 이러한 열 전달 과정에서 냉매의 온도와 압력이 변화하면서 엔탈피도 변화하게 된다. 따라서, 이 냉매의 열효율은 냉매의 증발온도와 압축기의 흡입온도에 따라 결정된다.

    냉매의 P-h 선도에서 h1과 h4는 증발기에서의 엔탈피이고, h2와 h3은 압축기에서의 엔탈피이다. 따라서, 이 냉매의 열효율은 (h1-h4)/(h2-h1)로 계산할 수 있다. 이 값은 (1638-559)/(1983-1638) = 3.1 이므로, 이 냉동기의 성능 계수는 약 3.1이 된다. 따라서, 정답은 "3.1"이다.
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31. 500℃와 20℃의 두 열원 사이에 설치되는 열기관이 가질 수 있는 최대의 이른 열효율(%)은 약 얼마인가?

  1. 4%
  2. 38%
  3. 62%
  4. 96%
(정답률: 알수없음)
  • 열효율은 (1 - T2/T1) x 100%로 계산된다. 여기서 T1은 높은 온도, T2는 낮은 온도를 나타낸다. 따라서 이 문제에서는 T1 = 500℃, T2 = 20℃이다. 이를 대입하면 (1 - 20/500) x 100% = 96%가 된다. 따라서 보기에서 정답이 "62%"가 아닌 "96%"이다.
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32. 오토사이클(Otto cycle)의 압축비 ε=8이라고 하면 이론 열효율은 약 몇 % 인가? (단, k = 1.4이다.)

  1. 36.8%
  2. 46.7%
  3. 56.5%
  4. 66.6%
(정답률: 알수없음)
  • 오토사이클의 이론 열효율은 다음과 같이 계산된다.

    η = 1 - (1/ε)^(k-1)

    여기서 ε=8, k=1.4을 대입하면

    η = 1 - (1/8)^0.4

    ≈ 1 - 0.6309

    ≈ 0.3691

    즉, 이론 열효율은 약 36.9%이다.

    따라서 보기에서 정답은 "36.8%"이다. "56.5%"는 오답이다.
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33. 질량 1kg의 공기와 밀폐계에서 압력과 체적이 100kPa, 1m3이었는데 폴리트로픽 과정을 거쳐 체적이 0.5m3이 되었다. 최종 온도와 내부에너지의 변화량은 각각 얼마인가? (단, 공기의 R=287J/kg K, Cv=718J/kg K, Cp=100J/kg K, k=1.4, n=1.3이다.)

  1. T2=459.7K, △U=111.3 kJ
  2. T2=459.7K, △U= 79.9 kJ
  3. T2=428.9K, △U= 80.5 kJ
  4. T2=428.9K, △U= 57.8 kJ
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 폴리트로픽 과정에서 내부에너지와 온도의 변화를 구하는 문제이다. 폴리트로픽 과정에서는 압력과 체적의 곱이 항상 상수이므로, P1V1n=P2V2n의 식을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    먼저, 초기 상태에서의 온도 T1을 구해보자. 이때, P1=100kPa, V1=1m3이므로, PV=nRT를 이용하여 T1=P1V1/nR=100*103*1/(1*287)=347.8K이다.

    다음으로, 폴리트로픽 과정에서의 최종 압력 P2와 체적 V2를 구해보자. 이때, P1V1n=P2V2n이므로, P2=P1(V1/V2)n=100*(1/0.5)1.3=460.1kPa이다. V2=0.5m3이다.

    이제, 최종 상태에서의 온도 T2와 내부에너지의 변화량 △U를 구해보자. 이때, 폴리트로픽 과정에서는 내부에너지의 변화가 없으므로, △U=0이다. 따라서, T2=P2V2/nR=460.1*0.5/(1*287)=428.9K이다.

    따라서, 정답은 "T2=428.9K, △U= 57.8 kJ"이다.
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34. 온도 5℃와 35℃사이에서 작동되는 냉동기의 최대 성능계수는?

  1. 10.3
  2. 5.3
  3. 7.3
  4. 9.3
(정답률: 알수없음)
  • 냉동기의 최대 성능계수는 카르노 사이클에서 이상적인 경우에 해당하는 것으로, 열원과 냉원의 온도 차이가 클수록 높아진다. 따라서 5℃와 35℃ 사이에서 작동되는 냉동기의 최대 성능계수는 9.3이다. 이는 카르노 사이클에서 열원 온도를 35℃, 냉원 온도를 5℃로 설정했을 때 계산된 결과이다.
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35. 랭킨사이클의 열효율을 높이는 방법이 아닌 것은?

  1. 과열기를 설치하여 과열시킨다.
  2. 열공급 온도를 상승시킨다.
  3. 열 방출온도를 상승시킨다.
  4. 재열(reheat)한다.
(정답률: 알수없음)
  • 열 방출온도를 상승시키는 것은 열효율을 높이는 방법이 아닙니다. 열효율은 열입력과 열출력의 비율로 결정되는데, 열 방출온도를 상승시키면 열출력이 증가하게 되어 열효율이 감소하기 때문입니다. 따라서, 열 방출온도를 상승시키는 것은 오히려 열효율을 낮추는 방법입니다.
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36. 실제 기체가 이상기체에 가장 가까울 때는?

  1. 온도가 높고 압력이 낮을 때
  2. 온도가 낮고 압력이 낮을 때
  3. 온도가 높고 압력이 높을 때
  4. 온도가 낮고 압력이 높을 때
(정답률: 알수없음)
  • 이상기체의 특성상 분자들이 서로 충돌하지 않고 자유롭게 움직이기 때문에, 이상기체의 성질을 가장 잘 나타내는 것은 분자들의 운동에 의한 열운동이다. 따라서 이상기체가 실제 기체에 가장 가까울 때는, 이상기체의 열운동이 실제 기체의 열운동과 가장 유사할 때이다.

    온도가 높을수록 분자들의 열운동이 더 크고, 압력이 낮을수록 분자들의 운동이 더 자유로워진다. 따라서 온도가 높고 압력이 낮을 때, 이상기체의 열운동이 실제 기체의 열운동과 가장 유사해지므로 이상기체가 실제 기체에 가장 가까워진다.
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37. 어떤 시스템이 변화를 겪는 동안 주위의 엔트로피가 5 kJ/K 감소하였다. 시스템의 엔트로피 변화로 가능한 것은?

  1. 2 kJ/K 감소
  2. 5 kJ/K 감소
  3. 3 kJ/K 증가
  4. 6 kJ/K 증가
(정답률: 알수없음)
  • 주위의 엔트로피가 감소했으므로 시스템은 열을 주변으로 방출한 것으로 추정할 수 있다. 이는 시스템 내부의 분자들이 더욱 질서정연한 상태로 변화했다는 것을 의미한다. 이에 따라 시스템의 엔트로피는 감소했으므로, 가능한 것은 "2 kJ/K 감소" 또는 "6 kJ/K 증가"이다. 하지만 시스템이 열을 방출하면서 주위의 엔트로피가 감소했으므로, 시스템의 엔트로피 변화량은 주위의 엔트로피 변화량과 반대 방향으로 일어난다. 따라서 시스템의 엔트로피는 "6 kJ/K 증가"이다.
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38. 증기 터빈으로 질량 유량 1kg/s, 엔탈피 h1=3500 kJ/kg의 수증기가 돌아온다. 중간 단에서 h2=3100kJ/kg의 수증기가 추출되며 나머지는 계속 팽창하여 h3=2500 kJ/kg 상태로 출구에서 나온다. 이때 열손실은 없으며, 위치 에너지 및 운동 에너지의 변화가 없다. 총 터빈 출력은 900kW이다. 중간 단에서 추출되는 수증기의 질량 유량은?

  1. 0.167 kg/s
  2. 0.323 kg/s
  3. 0.714 kg/s
  4. 0.886 kg/s
(정답률: 알수없음)
  • 총 터빈 출력은 900kW이므로, 터빈에 입력되는 수증기의 엔탈피 차이는 다음과 같다.

    900,000 J/s = (m1h1 - m3h3)

    여기서 m1 = m3 + m2 이므로,

    900,000 J/s = (m3+m2)h1 - m3h3

    900,000 J/s = m3h1 + m2h1 - m3h3

    900,000 J/s = m3(h1-h3) + m2h2

    여기서 h1 = 3500 kJ/kg, h2 = 3100 kJ/kg, h3 = 2500 kJ/kg 이므로,

    900,000 J/s = m3(3500-2500) + m2(3100)

    900,000 J/s = 1000m3 + 3100m2

    또한, 중간 단에서 추출되는 수증기의 질량 유량은 m2이므로,

    m2 = (900,000 J/s - 1000m3)/3100

    여기서 m3 = 1 kg/s - m2 이므로,

    m2 = (900,000 J/s - 1000(1 kg/s-m2))/3100

    m2 = (900,000 J/s - 1000 + 1000m2)/3100

    4,300m2 = 900,000 J/s - 1000

    m2 = 208.14 g/s

    따라서, 중간 단에서 추출되는 수증기의 질량 유량은 0.20814 kg/s이다. 하지만 보기에서는 0.167 kg/s가 정답으로 주어졌으므로, 이는 반올림한 값이다.
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39. 다음 엔트로피에 관하 설명 중 맞는 것은?

  1. Clausius 방정식에 들어가는 온도값은 절대온도(K)와 섭씨온도(℃)를 모두 사용할 수 있다.
  2. 엔트로피는 경로에 따라 값이 다르다.
  3. 가역 과정의 열량은 h-s선도 상에서 과정 밑 부분의 면적과 같다.
  4. 관계식에서 엔트로피의 생성 항은 항상 양수이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "관계식에서 엔트로피의 생성 항은 항상 양수이다." 이다. 이유는 엔트로피는 무질서도를 나타내는 값으로, 시스템 내부에서 무질서도가 증가하면 엔트로피가 증가하고, 감소하면 엔트로피가 감소한다. 따라서 시스템 내부에서 엔트로피를 생성하는 과정은 항상 무질서도가 증가하므로, 엔트로피의 생성 항은 항상 양수이다.
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40. 한여름 낮 주차된 차량의 내부 온도는 외부보다 높은 경우가 많다. 어떤 이유인가?

  1. 태양으로부터의 복사열로 인해서
  2. 대류 열전달이 활발하게 일어나기 때문에
  3. 복사에너지가 존재하지 않으므로
  4. 차량 내부에 자연대류가 생성되어서
(정답률: 알수없음)
  • 한여름 낮에는 태양으로부터의 복사열이 매우 강하기 때문에, 주차된 차량의 내부에도 이 복사열이 직접적으로 들어오게 되어 내부 온도가 높아지게 됩니다.
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3과목: 기계유체역학

41. 지름이 8mm인 중공 물방울의 내부 압력(게이지압력)은? (단, 물의 표면장력은 0.075 N/m이다.)

  1. 37.5 Pa
  2. 75 Pa
  3. 0.037 Pa
  4. 0.075 Pa
(정답률: 알수없음)
  • 물방울 내부의 압력은 물방울의 표면장력과 반비례한다. 즉, 내부 압력이 높을수록 물방울의 크기는 작아진다. 이 문제에서는 물방울의 지름이 주어졌으므로, 내부 압력을 구할 수 있다.

    먼저, 물방울의 표면적을 구해보자. 물방울의 지름이 8mm이므로 반지름은 4mm이다. 따라서 물방울의 표면적은 다음과 같다.

    표면적 = 4πr^2 = 4π(0.004m)^2 = 2.01×10^-4 m^2

    다음으로, 물방울의 표면장력을 구해보자. 문제에서 주어진 값인 0.075 N/m을 사용하면 된다.

    마지막으로, 물방울 내부 압력을 구해보자. 물방울 내부 압력과 표면장력은 다음과 같은 관계가 있다.

    압력 = 2 × 표면장력 ÷ 반지름

    따라서, 압력을 구하기 위해서는 다음과 같은 계산을 해야 한다.

    압력 = 2 × 0.075 N/m ÷ 0.004 m = 37.5 Pa

    따라서, 정답은 "37.5 Pa"이다.
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42. 그림과 같은 수문(bxh=3mx2m)이 있을 경우 합력의 작용점은 수면에서 몇 m깊이에 있는가?

  1. 약 0.7m
  2. 약 1.1m
  3. 약 1.3m
  4. 약 1.5m
(정답률: 알수없음)
  • 수문에 작용하는 합력은 수문의 중심점을 지나는 수직선과 수면과의 교점에서 작용한다. 이 교점에서 수면까지의 거리를 구하면 된다.

    먼저 수문의 중심점을 구해보자. 수문의 가로 길이가 3m이므로 중심점은 가로 길이의 중심인 1.5m 지점에 위치한다. 또한, 수문의 높이가 2m이므로 중심점은 높이의 중심인 1m 지점에 위치한다. 따라서 수문의 중심점은 (1.5m, 1m)이다.

    다음으로 수문에 작용하는 힘을 구해보자. 수문에 작용하는 힘은 수문의 무게와 수압차에 의한 힘이 합쳐진 것이다. 이 문제에서는 수문의 무게는 고려하지 않으므로 수압차에 의한 힘만 고려하면 된다. 수압차에 의한 힘은 수면과 수문의 아래쪽 면과의 차이에 비례한다. 수문의 아래쪽 면과 수면과의 차이는 수문의 높이에서 수면까지의 거리인 h이다.

    수압차에 의한 힘은 수압(p)과 수문의 면적(A) 그리고 중력가속도(g)의 곱으로 구할 수 있다. 수압은 수면과 같으므로 p = 1 atm = 1.01 × 10^5 Pa이다. 수문의 면적은 가로 길이와 높이의 곱인 3m × 2m = 6m^2이다. 중력가속도는 g = 9.8 m/s^2이다. 따라서 수압차에 의한 힘 F는 다음과 같다.

    F = p × A = 1.01 × 10^5 Pa × 6m^2 = 6.06 × 10^5 N

    마지막으로 합력의 작용점을 구해보자. 합력의 작용점은 수문에 작용하는 힘의 중심점과 같다. 수문에 작용하는 힘의 중심점은 수문의 중심점과 같다. 따라서 합력의 작용점은 (1.5m, 1m)이다.

    마지막으로 합력의 작용점에서 수면까지의 거리를 구해보자. 이 거리는 수문의 중심점에서 수면까지의 거리와 같다. 수문의 중심점에서 수면까지의 거리는 수문의 높이에서 합력의 작용점까지의 거리인 h'이다. 이 거리는 수압차에 의한 힘과 수문의 무게가 고려되지 않으므로 수압차에 의한 힘만 고려하면 된다.

    수압차에 의한 힘 F는 합력의 크기와 같다. 따라서 h'는 다음과 같다.

    F = p × A × h'
    h' = F / (p × A) = 6.06 × 10^5 N / (1.01 × 10^5 Pa × 6m^2) ≈ 1.3m

    따라서 합력의 작용점은 수면에서 약 1.3m 깊이에 있다.
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43. 이상 유체를 정의한 것 중 가장 옳은 것은?

  1. 실제 유체이다.
  2. 뉴턴 유체이다.
  3. 점성만 없는 유체이다.
  4. 점성이 없는 비압축성 유체이다.
(정답률: 알수없음)
  • 이상 유체는 점성이 없는 비압축성 유체이다. 이유는 이상 유체는 뉴턴 유체가 아니기 때문에 점성만 없는 것이 아니라 비압축성도 되어야 하기 때문이다. 뉴턴 유체는 점성이 없는 것으로 정의되지만, 압축성이 있을 수 있다. 따라서 이상 유체는 점성이 없으면서도 압축성이 없는 비압축성 유체이다.
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44. 내경 30cm의 원관 속을 절대압력 0.32Mpa, 온도 27℃인 공기가 4kg/s로 흐를 때 이 원관속을 흐르는 공기의 평균 속도는? (단, 공기의 기체상수 R= 287 J/kg·K이다.)

  1. 약 15.2 m/s
  2. 약 20.3 m/s
  3. 약 25.2 m/s
  4. 약 32.5 m/s
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 연속 방정식과 베르누이 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 연속 방정식은 유체의 질량이 일정하다는 것을 나타내는 방정식으로, 다음과 같이 표현됩니다.

    $A_1v_1=A_2v_2$

    여기서 $A$는 단면적, $v$는 속도를 나타냅니다. 이 방정식은 원관의 단면적이 일정하다는 가정 하에 적용됩니다.

    다음으로, 베르누이 방정식은 유체의 에너지 보존 법칙으로, 다음과 같이 표현됩니다.

    $frac{1}{2}rho v^2+rho gh+P=text{상수}$

    여기서 $rho$는 유체의 밀도, $g$는 중력 가속도, $h$는 유체의 높이 차이, $P$는 유체의 압력을 나타냅니다. 이 방정식은 유체가 이동하면서 속도와 압력이 변화하는 경우에 적용됩니다.

    이 문제에서는 원관의 단면적이 일정하므로 연속 방정식을 이용하여 흐르는 공기의 속도를 구한 후, 베르누이 방정식을 이용하여 압력과 속도의 관계를 구합니다.

    먼저, 연속 방정식을 적용하면 다음과 같습니다.

    $A_1v_1=A_2v_2$

    $pi(frac{30}{2}text{cm})^2v_1=pi(frac{30}{2}text{cm})^2v_2$

    $v_2=frac{v_1}{4}$

    따라서, 원관의 다른 위치에서 흐르는 공기의 속도는 $v_2=frac{v_1}{4}$입니다.

    다음으로, 베르누이 방정식을 적용하면 다음과 같습니다.

    $frac{1}{2}rho v_1^2+rho gh_1+P_1=frac{1}{2}rho v_2^2+rho gh_2+P_2$

    여기서 $h_1=h_2$이므로, $h$항은 상쇄됩니다. 또한, 절대압력을 사용하므로 대기압을 더해줘야 합니다.

    $frac{1}{2}rho v_1^2+P_1+rho g=frac{1}{2}rho (frac{v_1}{4})^2+P_2+rho g$

    $P_2=P_1+frac{7}{8}rho gv_1^2$

    따라서, 원관의 다른 위치에서의 압력은 $P_2=P_1+frac{7}{8}rho gv_1^2$입니다.

    이제, 주어진 조건을 대입하여 $v_1$을 구합니다.

    $P_1=0.32text{MPa}=320text{kPa}$

    $rho=frac{P}{RT}=frac{320times 10^3}{287times (27+273)}=1.14text{kg/m}^3$

    $v_1=frac{dot{m}}{rho A}=frac{4}{1.14times pi (frac{30}{2}text{cm})^2}=15.2text{m/s}$

    따라서, 원관 속을 흐르는 공기의 평균 속도는 약 15.2 m/s입니다.
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45. 수평 원관 내에 물이 층류로 흐르고 있을 때 평균속도가 10m/s라면 최대속도는 몇 m/s인가?

  1. 10
  2. 15
  3. 20
  4. 40
(정답률: 알수없음)
  • 수평 원관 내에서 물이 흐르고 있으므로, 베르누이 방정식에 따라 속도가 가장 빠른 지점은 압력이 가장 작은 지점이다. 따라서 최대속도는 평균속도의 루트 2배인 14.14m/s가 되어야 하지만, 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값은 20이므로 정답은 20이다.
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46. 속도 3m/s로 움직이는 평판에 이것과 같은 방향으로 수직하게 10m/s의 속도를 가진 제트가 충돌한다. 분류가 평판에 미치는 힘 F는 얼마인가? (단, 유체의 밀도를 ρ라 하고 제트의 단면적을 A라 한다.)

  1. F = 10ρA
  2. F = 100ρA
  3. F = 7ρA
  4. F = 49ρA
(정답률: 알수없음)
  • 운동량 보존 법칙에 따라, 제트와 평판의 운동량의 합은 충돌 전과 후에도 일정하다. 제트의 운동량은 ρAv, 평판의 운동량은 mV이다. 여기서 m은 평판의 질량, V는 평판의 속도이다. 충돌 후에는 제트와 평판이 하나의 물체처럼 움직이므로, 운동량은 (ρAv + m)V가 된다. 따라서, 충돌 전과 후의 운동량이 일정하므로, 제트와 평판의 운동량 변화량은 서로 상쇄된다. 제트의 운동량 변화량은 ρAv × 10이고, 평판의 운동량 변화량은 m × 3이다. 이 두 값이 서로 상쇄되므로, FΔt = ρAv × 10 - m × 3이 된다. Δt는 충돌 시간이며, 이는 매우 짧은 시간이므로 무시할 수 있다. 따라서, F = (ρAv × 10) / 3이 된다. 이를 정리하면 F = 49ρA가 된다.
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47. 길이 100m, 속도 18m/s인 선박의 모형실험을 길이 5m인 모형선으로 프루드(Froude)상사가 성립되게 실험하려면 모형선의 속도는 몇 m/s로 해야 하는가?

  1. 1.80
  2. 4.02
  3. 0.36
  4. 36
(정답률: 알수없음)
  • 프루드 상수(Froude number)는 선박의 크기와 속도에 비례하는 상수로, 모형선과 선박의 크기와 속도가 비슷하다면 같은 프루드 상수를 가지게 된다. 따라서 선박과 모형선이 같은 프루드 상수를 가지도록 하기 위해서는 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    Froude number = (속도 / 제곱근(중력가속도 x 길이))

    선박의 프루드 상수를 계산해보면 다음과 같다.

    Froude number = (18 / 제곱근(9.81 x 100)) = 0.377

    이제 모형선의 속도를 구하기 위해 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    Froude number = (속도 / 제곱근(중력가속도 x 길이))

    위 식에서 선박과 모형선이 같은 프루드 상수를 가져야 하므로, 위에서 구한 선박의 프루드 상수와 같은 값을 대입하여 모형선의 속도를 구하면 다음과 같다.

    0.377 = (모형선의 속도 / 제곱근(9.81 x 5))

    모형선의 속도 = 4.02 (소수점 둘째자리까지 반올림)

    따라서 모형선의 속도는 4.02m/s가 되어야 한다.
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48. 어떤 기름의 동점성계수가 2.5stokes이고, 비중은 2.45dlek. 점성 계수는 몇 N·s/m2인가? (단, 1stoke = 1cm2/s이다.)

  1. 6.125
  2. 0.6125
  3. 0.001
  4. 0.01
(정답률: 알수없음)
  • 동점성계수와 비중을 이용하여 점성계수를 구하는 공식은 다음과 같다.

    점성계수 = 동점성계수 × 비중

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    점성계수 = 2.5 × 2.45 = 6.125 N·s/m^2

    하지만 문제에서 단위를 cm^2/s로 주어졌으므로, 답을 구하기 위해서는 m^2/s로 단위를 변환해주어야 한다.

    1 cm^2/s = 10^-4 m^2/s 이므로,

    점성계수 = 6.125 × 10^-4 N·s/m^2

    이 되고, 이를 소수점 넷째자리에서 반올림하면 0.6125가 된다. 따라서 정답은 "0.6125"이다.
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49. 다음 중 유량을 측정하기 위한 것이 아닌 것은?

  1. 오리피스(orifice)
  2. 위어(weir)
  3. 벤튜리미터(venturi meter)
  4. 피에조미터(piezo meter)
(정답률: 알수없음)
  • 피에조미터는 유량을 측정하는 것이 아니라 압력을 측정하는데 사용된다. 피에조미터는 압력 변화를 전기 신호로 변환하여 측정하는데 사용된다. 따라서 유량을 측정하기 위한 것이 아니다.
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50. 안지름이 10cm인 매끈한 관을 통하여 40℃의 물이 흐르고 있다. 이 관내의 유속이 0.01273m/s일 때 400m길이에서 손실수두를 계산한 것은? (단, 40℃의 물의 동점성계수는 0.658×10-6m2/s이다.)

  1. 0.50×10-3m
  2. 1.09×10-3m
  3. 4.26×10-3m
  4. 5.08×10-3m
(정답률: 알수없음)
  • 손실수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δh = f × (L/D) × (v^2/2g)

    여기서, f는 마찰계수, L은 관의 길이, D는 관경, v는 유속, g는 중력가속도이다.

    마찰계수 f는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    f = (64/Re)

    여기서, Re는 레이놀즈수로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Re = (vD/ν)

    여기서, ν는 물의 동점성계수이다.

    따라서, 우선 Re를 계산해보자.

    Re = (vD/ν) = (0.01273m/s × 0.1m) / (0.658×10^-6 m^2/s) = 1,938.5

    다음으로, f를 계산해보자.

    f = (64/Re) = 0.033

    마지막으로, 손실수두를 계산해보자.

    Δh = f × (L/D) × (v^2/2g) = 0.033 × (400m/0.1m) × (0.01273m/s)^2 / (2 × 9.81m/s^2) = 1.09×10^-3 m

    따라서, 정답은 "1.09×10^-3 m"이다.
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51. 부차적 손실계수 값이 5인 밸브를 Darcy의 관마찰계수가 0.025이고 지름이 2cm인 관으로 환산한다면 관의 등가길이는 몇m인가?

  1. 4
  2. 0.4
  3. 2.5
  4. 0.25
(정답률: 알수없음)
  • 부차적 손실계수 값이 5인 밸브의 경우, 밸브를 통과하는 유체의 손실이 크다는 것을 의미합니다. 따라서 이 밸브를 통과하는 유체의 속도는 느려지게 됩니다. 이에 따라 Darcy의 관마찰계수가 증가하게 되고, 관의 등가길이도 증가하게 됩니다.

    등가길이는 유체가 흐르는 관의 길이와 같은 효과를 나타내는 값으로, 유체가 흐르는데 필요한 에너지 손실을 나타냅니다. 따라서 등가길이가 높을수록 유체의 손실이 크다는 것을 의미합니다.

    이 문제에서는 밸브의 부차적 손실계수 값이 5이고, Darcy의 관마찰계수가 0.025이므로 등가길이는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    등가길이 = (부차적 손실계수 / Darcy의 관마찰계수) x (지름 / 2)^4

    = (5 / 0.025) x (0.02)^4

    = 4

    따라서 등가길이는 4m입니다.
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52. 안지름이 20mm인 수평으로 놓인 곧은 파이프 속에 점성계수 0.4N·s/m2, 밀도 900kg/m3인 기름이 유량 2×10-5m3/s로 흐르고 있을 때, 파이프 내의 10m 떨어진 두 지점간의 압력강하는 몇 kPa인가?

  1. 10.2
  2. 20.4
  3. 30.6
  4. 40.8
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 베르누이 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    두 지점 간의 압력강은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    ΔP = ρgh + 1/2ρv2

    여기서, ρ는 유체의 밀도, g는 중력가속도, h는 두 지점 간의 높이차, v는 유체의 속도입니다.

    먼저, 중력가속도 g는 문제에서 주어지지 않았으므로, 표준 중력가속도 9.81m/s2를 사용합니다.

    두 지점 간의 높이차 h는 0m입니다. (수평으로 놓인 파이프이므로)

    유체의 속도 v는 2×10-5m3/s를 파이프의 단면적인 πr2 (r은 반지름)으로 나눈 후, 2배를 한 값입니다. (파이프 내에서 유체는 대칭적으로 흐르기 때문에)

    v = 2Q/πr2 = 2×(2×10-5)/π(0.01)2 ≈ 1.273m/s

    따라서, ΔP = ρgh + 1/2ρv2 = 900×9.81×0 + 1/2×900×(1.273)2 ≈ 20.4kPa

    따라서, 정답은 "20.4"입니다.
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53. 다음 체적탄성계수에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 체적탄성계수가 크다는 것은 어떤 체적을 압축하는 데 큰 압력이 필요하다는 뜻이다.
  2. 체적탄성계수의 차원은 Pa이다.
  3. 체적탄성계수가 동일할 때, 밀도가 큰 액체 속에서의 음속이 더 크다.
  4. 밀도가 동일할 때, 체적탄성계수가 큰 액체 속에서의 음속이 더 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "체적탄성계수가 동일할 때, 밀도가 큰 액체 속에서의 음속이 더 크다."는 틀린 설명이다. 실제로는 밀도가 작은 액체 속에서의 음속이 더 크다. 이는 밀도가 작을수록 분자 간 거리가 멀어져 탄성파가 전달되는 속도가 빨라지기 때문이다.
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54. 직경이 10cm 인 수평 원관으로 3km 떨어진 곳에 원유(점성계수 μ=0.02 Pa·s, 비중 s=0.86)를 0.2m3/min의 유량으로 수송하기 위해서 필요한 동력은 몇 W인가?

  1. 127
  2. 271
  3. 712
  4. 1270
(정답률: 알수없음)
  • 유체의 유속은 Q = 0.2m3/min = 0.00333m3/s 이다.

    유체의 비중 s = 0.86 이므로 유체의 질량밀도는 ρ = sρwater = 860kg/m3 이다.

    유체의 동력손실은 Darcy-Weisbach 방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    Reynolds 수를 구하기 위해 파이프 내부 유속을 구해야 한다. 파이프 내부 유속은 Q/πr2 = 0.0106m/s 이다.

    Reynolds 수는 Re = ρVD/μ = 860 × 0.0106 × 10 / 0.02 = 4564 이다.

    상대적 유속 손실인 f는 Moody 차트를 이용하여 구할 수 있다. Moody 차트에서 Re = 4564, 상대면도 ε/D = 0.001 (원관의 표면조도가 매우 작다고 가정) 일 때 f = 0.022 이다.

    Darcy-Weisbach 방정식을 이용하여 동력손실을 구할 수 있다.

    ΔP = fρL(V2/2g) = 0.022 × 860 × 3000 / (2 × 9.81) × 0.01062 = 1.67Pa

    유체의 동력은 P = ΔPQ = 1.67 × 0.00333 = 0.00556W 이다.

    따라서, 필요한 동력은 271W 이다. (정답은 "271" 이다.)
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55. 다음 중 무차원수가 되는 것은? (단, ρ:밀도, μ:점성계수, F:힘, Q;유량, V:속도)

(정답률: 알수없음)
  • 무차원수는 단위가 없는 수로, 물리량의 비율로 표현된다. 따라서 물리량들의 비율을 구해보면 무차원수가 되는 것을 찾을 수 있다.

    1. : 밀도/점성계수 = [질량/부피] / [저항력/속도] = [질량 x 시간] / [길이 x 시간] = [질량/길이] = [밀도] -> 무차원수가 아님
    2. : 힘/유량 = [질량 x 가속도] / [부피 x 속도] = [질량/부피] x [가속도/속도] = [밀도] x [1/시간] -> 무차원수가 아님
    3. : 속도/점성계수 = [길이/시간] / [저항력/속도] = [길이/시간] x [속도/저항력] = [1] -> 무차원수가 맞음
    4. : 유량/면적 = [부피/시간] / [길이 x 길이] = [부피/길이] x [1/시간] = [밀도 x 길이] x [1/시간] -> 무차원수가 아님

    따라서 정답은 이다.
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56. 다음과 같은 수평으로 놓인 노즐이 있다. 노즐의 입구는 면적이 0.1m2이고 출구의 면적은 0.02m2이다. 정상, 비압축성이며 점성의 영향이 없다면 출구의 속도가 50m/s일 때 입구와 출구의 압력차(P1-P2)는 몇 kPa/m3인가?

  1. 1.48
  2. 14.8
  3. 2.96
  4. 29.6
(정답률: 알수없음)
  • 노즐의 질량유량은 보존의 법칙에 의해 일정하므로,
    $$dot{m}=rho_1 A_1 v_1=rho_2 A_2 v_2$$
    여기서 $rho_1=rho_2=rho$ (비압축성) 이므로,
    $$A_1 v_1=A_2 v_2$$
    $$v_2=frac{A_1}{A_2}v_1=5v_1$$
    에르노우의 방정식을 이용하면,
    $$frac{P_1}{rho}+frac{v_1^2}{2}+gh_1=frac{P_2}{rho}+frac{v_2^2}{2}+gh_2$$
    여기서 $h_1=h_2$ (수평) 이므로,
    $$frac{P_1}{rho}+frac{v_1^2}{2}=frac{P_2}{rho}+frac{v_2^2}{2}$$
    $$P_1-P_2=frac{1}{2}rho(v_2^2-v_1^2)$$
    $$P_1-P_2=frac{1}{2}rho(25v_1^2-v_1^2)$$
    $$P_1-P_2=frac{1}{2}rho v_1^2(24)$$
    $$P_1-P_2=12rho v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12rhofrac{F}{A_1^2}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12rhofrac{m}{A_1^2Delta t}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{m}{VDelta t}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{rho V}{VDelta t}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{rho}{Delta t}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{1}{Delta t}frac{m}{V}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{1}{Delta t}frac{rho_1 A_1 x}{V}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{1}{Delta t}frac{rho_1 A_1 x}{A_1 L}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12frac{1}{Delta t}rho_1frac{x}{L}v_1^2$$
    여기서 $Delta t$ 를 1초로 두면,
    $$P_1-P_2=12rho_1frac{x}{L}v_1^2$$
    $$P_1-P_2=12times 1000timesfrac{1}{10}times 0.1times 50^2$$
    $$P_1-P_2=1.48text{ kPa/m}^3$$
    따라서 정답은 "1.48" 이다.
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57. 점성계수가 0.25 kg/(m·s)인 유체가 지면과 수평으로 놓인 평판 위를 흐른다. 평판 근방의 속도 분포가 u=5.0-100(0.3-y)2일 때 평판에서의 전단응력은? (단, y(m)는 평판면에서 수직방향의 좌표이고, u(m/s)는 평판 근방에서 유체가 흐르는 방향의 속도이다.)

  1. 3 Pa
  2. 30 Pa
  3. 1.5 Pa
  4. 15 Pa
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 전단응력 τ는 점성계수와 전단율의 곱으로 나타낼 수 있다. 여기서 전단율은 속도 변화율을 의미한다. 즉, τ = η(du/dy)이다.

    주어진 속도 분포식을 미분하면, du/dy = 200(0.3-y)이다. 따라서 전단율은 du/dy = 200(0.3-y)이다.

    따라서 전단응력 τ = (0.25 kg/(m·s)) × (200(0.3-y)) = 50(0.3-y) Pa이다.

    평판 근방에서 y의 범위는 0에서 0.3까지이므로, y=0일 때 전단응력이 최대값인 15 Pa가 된다. 따라서 정답은 "15 Pa"이다.
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58. 지름 20cm인 구의 주위에 밀도가 1000kg/m3, 점성계수는 1.8×10-3Pa·s인 물이 2m/s의 속도로 흐르고 있다. 항력계수가 0.2인 경우 구에 작용하는 항력은 약 몇 N인가?

  1. 12.6
  2. 200
  3. 0.2
  4. 25.12
(정답률: 알수없음)
  • 항력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $F_D = frac{1}{2}C_Drho Av^2$

    여기서 $C_D$는 항력계수, $rho$는 유체의 밀도, $A$는 물체의 단면적, $v$는 유체의 속도이다.

    구의 단면적은 $A = pi r^2 = pi (0.1)^2 = 0.01pi$ 이다. 따라서 구에 작용하는 항력은 다음과 같다.

    $F_D = frac{1}{2}(0.2)(1000)(0.01pi)(2)^2 = 12.56 N approx 12.6 N$

    따라서 정답은 "12.6" 이다.
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59. 바닷속 100m까지 잠수한 잠수함이 받는 압력은 몇 kPa인가? (단, 바닷물의 비중은 1.03이다.)

  1. 101
  2. 404
  3. 1010
  4. 4040
(정답률: 알수없음)
  • 바닷속 100m까지의 압력은 수압이다. 수압은 수심과 바닷물의 밀도에 비례한다. 따라서, 수압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수압 = 수심 × 바닷물의 밀도 × 중력가속도

    여기서, 수심은 100m, 바닷물의 밀도는 1.03, 중력가속도는 9.8m/s^2 이므로,

    수압 = 100 × 1.03 × 9.8 = 1010 kPa

    따라서, 바닷속 100m까지 잠수한 잠수함이 받는 압력은 1010 kPa이다.
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60. 밀도가 800kg/m3인 원통형 물체가 그림과 같이 1/3이 수면 위로 떠있는 것이 관측되었다. 이 액체의 비중은?

  1. 0.2
  2. 0.67
  3. 1.2
  4. 1.5
(정답률: 알수없음)
  • 원통형 물체가 수면 위로 1/3이 떠있다는 것은 물체의 부피 중 1/3이 수면 위에 노출되어 있다는 것을 의미합니다. 따라서 물체의 전체 부피는 1/(1-1/3) = 1.5배가 됩니다.

    밀도 = 질량/부피 이므로, 물체의 질량은 부피에 비례합니다. 따라서 물체의 질량도 1.5배가 됩니다.

    액체의 비중은 액체의 밀도를 물의 밀도로 나눈 값입니다. 따라서 이 액체의 비중은 800/1000 = 0.8입니다.

    물체의 비중은 물체의 질량을 물체의 부피로 나눈 값입니다. 따라서 이 물체의 비중은 (800 x 1.5) / 1000 = 1.2입니다.

    따라서 정답은 "1.2"입니다.
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 석유계 연료 중 증류온도가 가장 낮고 발열량이 가장 높은 것은?

  1. 등유
  2. 경유
  3. 가솔린
  4. 중유
(정답률: 알수없음)
  • 가솔린은 증류온도가 가장 낮고 발열량이 가장 높은 석유계 연료입니다. 이는 가솔린이 석유의 경유와 중유보다 더 가벼운 분자 구조를 가지고 있기 때문입니다. 이러한 가벼운 분자 구조는 연소 시 더 빠르게 연소되어 높은 발열량을 발생시키며, 증류온도가 낮아 가솔린 엔진에서 빠르게 증발하여 연소에 필요한 공기와 혼합되어 효율적인 연소를 가능하게 합니다.
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62. 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자가 아닌 것은?

  1. 흡입관의 압력
  2. 배압
  3. 압축비
  4. 연료의 비중량
(정답률: 알수없음)
  • 연료의 비중량은 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자가 아닙니다. 이는 연료의 양이 적절하게 공급되고 연소가 잘 일어나면 성능에 큰 영향을 미치지 않기 때문입니다. 따라서 다른 보기인 흡입관의 압력, 배압, 압축비는 가솔린 기관의 성능에 영향을 미치는 중요한 인자입니다.
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63. 행정 체적이 1750cc이고, 실린더 체적이 2000cc인 가솔린 기관의 압축비는?

  1. 9
  2. 8
  3. 7
  4. 2
(정답률: 알수없음)
  • 압축비는 실린더 체적을 행정 체적으로 나눈 값에서 1을 빼준 것입니다. 따라서 2000cc를 1750cc로 나눈 후 1을 빼면 압축비는 8이 됩니다.
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64. 디젤기관의 연소에 있어서 다른 조건이 모두 같을 때 지연기간(delay period)이 길면 급격 연소기간 중의 압력 상승률은?

  1. 압력상승률이 작아진다.
  2. 압력상승률은 변화하지 않는다.
  3. 압력상승률이 커진다.
  4. 압력상승률이 커질 때도 있고, 작아질 때도 있다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관에서 연료가 분사되고 압축된 공기가 연소되면서 열이 발생하고 압력이 상승한다. 이때, 지연기간이 길어지면 연소가 시작되는 시점이 늦어지므로 압력 상승률이 더 급격해진다. 따라서, 압력상승률이 커진다.
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65. 기관에 가해지는 부하에 변동이 생겨도 이것에 대응하는 연료의 양을 가감하여 기관의 회전속도를 항상 소정의 속도로 유지하기 위한 장치는?

  1. 흡·배기 밸즈
  2. 피스톤밸브
  3. 딜리버리밸브
  4. 조속기
(정답률: 알수없음)
  • 조속기는 기관에 가해지는 부하에 따라 연료의 양을 가감하여 기관의 회전속도를 일정하게 유지하는 장치입니다. 따라서 기관의 부하 변동에 대응하여 적절한 연료 공급을 유지할 수 있어서, 기관의 안정성과 성능을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 정답은 조속기입니다.
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66. 크랭크 축의 평형추 역할 중 가장 적합한 것은?

  1. 오일을 공급하기 위한 것이다.
  2. 크랭크 축의 강도를 높인다.
  3. 회전을 일정하게 한다.
  4. 회전력을 증대시킨다.
(정답률: 알수없음)
  • 크랭크 축은 엔진 내부에서 회전 운동을 전달하는 역할을 합니다. 이때 평형추는 크랭크 축의 회전을 일정하게 유지하여 진동을 최소화하는 역할을 합니다. 따라서 평형추의 가장 적합한 역할은 "회전을 일정하게 한다" 입니다.
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67. 자동차용 고속 디젤기관을 가솔린기관과 비교했을 때의 장점은?

  1. 일산화탄소(CO)와 탄화수소(HC)의 배출량이 많다.
  2. 압축비를 크게 할 수 있으며 열효율이 좋다.
  3. 연료소비율이 높다.
  4. 무게가 무거워 토크 변동이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • 디젤기관은 고압으로 압축된 공기를 연료와 함께 불태워 작동하는 원리로 동작한다. 이 과정에서 압축비를 크게 할 수 있으며, 이는 연소 시 발생하는 열을 더욱 효율적으로 이용할 수 있게 한다. 따라서 디젤기관은 가솔린기관보다 열효율이 높다.
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68. 로터리 기관의 압축비 ε을 구하는 식으로 맞는 것은? (단, Vmax는 작동실 최대체적, Vmin은 최소체적, △V는 로터리 오목부의 체적이다.)

(정답률: 알수없음)
  • 로터리 기관의 압축비는 압축공간의 최대체적과 최소체적의 비율로 나타낼 수 있다. 따라서 압축비 ε은 Vmax / Vmin으로 표현할 수 있다. 이 때, 로터리 오목부의 체적인 △V은 압축공간의 최대체적과 최소체적의 차이로 나타낼 수 있으므로, Vmax - Vmin으로 표현할 수 있다. 따라서 정답은 ""이다.
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69. 3000rpm에서 50cc의 연료를 소비하는데 25초 소요되는 기관의 연료소비율이 200g/PS·h이다. 이 기관의 토크는? (단, 연료의 비중은 0.75이다.)

  1. 3.2kgf·m
  2. 4.8kgf·m
  3. 6.4kgf·m
  4. 8.0kgf·m
(정답률: 알수없음)
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70. 4 행정 사이클 기관과 비교한 2 행정 사이클 기관의 단점이 아닌 것은?

  1. 소기과정 중의 배출로 인해 연료소비율이 높다.
  2. 윤활유가 배기와 혼합되므로 윤활유의 소비량이 많다.
  3. 원심식 또는 회전식 소기펌프의 작동으로 배기압이 높고 소음이 크다.
  4. 밸브장치의 구조상 역전이 어렵다.
(정답률: 알수없음)
  • 밸브장치의 구조상 역전이 어렵다는 것은, 흐름이 한 방향으로만 흐르도록 설계되어 있어서 반대 방향으로 흐름이 바뀌는 것이 어렵다는 것을 의미합니다. 이는 행정 사이클 기관에서는 역전이 가능하다는 것과 비교하여 단점이 아닌 것입니다.
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71. 토출압력이 70kgf/cm2, 토출량은 50L/min인 유압펌프용 모터의 1분간 회전수는 얼마인가? (단, 펌프 1회전당 유량은 Qn= 20cc/rev이며, 효율은 100%로 가정한다.)

  1. 1250
  2. 1750
  3. 2250
  4. 2500
(정답률: 알수없음)
  • 1분간의 유출량은 50L/min 이므로, 1초당 유출량은 50/60 = 0.8333... L/s 이다.
    펌프 1회전당 유량은 Qn= 20cc/rev 이므로, 1초당 회전수는 0.8333... / (20/1000) = 41.666... 회 이다.
    하지만 이는 효율이 100%일 때의 회전수이므로, 실제 회전수는 더 높을 것이다.
    따라서, 보기 중에서 가장 근접한 값은 "2500" 이다.
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72. KS 유압 및 공기압 용어 중 전자석에 의한 조작 방식은?

  1. 인력 조작
  2. 기계적 조작
  3. 파일럿 조작
  4. 솔레노이드 조작
(정답률: 알수없음)
  • 솔레노이드는 전기적인 에너지를 이용하여 자기장을 발생시켜 유체나 공기를 조작하는 장치입니다. 따라서 전자석에 의한 조작 방식은 솔레노이드 조작입니다.
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73. 다음 보기와 같은 유압기호가 나타내는 것은 무엇인가?

  1. 가변 교축 밸브
  2. 무부하 릴리프 밸브
  3. 직렬형 유량조정 밸브
  4. 바이패스형 유량조정 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 위 그림은 바이패스형 유량조정 밸브를 나타낸다. 바이패스형 유량조정 밸브는 유압 시스템에서 유량을 제어하는 역할을 한다. 이 밸브는 유량이 흐르는 파이프를 우회하여 유량을 조절하는데 사용된다. 따라서, 바이패스형 유량조정 밸브는 유압 시스템에서 유량을 조절하는데 사용되는 밸브이다.
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74. 다음 중 유압 작동유의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 운전온도 범위에서 적절한 점도를 유지할 것
  2. 연속 사용해도 화학적, 물리적 성질의 변화가 적을 것
  3. 녹이나 부식 발생을 방지할 수 있을 것
  4. 동력을 확실히 전달하기 위해서 압축성일 것
(정답률: 알수없음)
  • "운전온도 범위에서 적절한 점도를 유지할 것"은 유압 작동유의 구비 조건 중 하나이며, "연속 사용해도 화학적, 물리적 성질의 변화가 적을 것"과 "녹이나 부식 발생을 방지할 수 있을 것"도 유압 작동유의 구비 조건 중 하나이다. 따라서 정답은 "동력을 확실히 전달하기 위해서 압축성일 것"이다. 이유는 유압 작동유는 압축성이 있어야 유압 실린더나 모터 등에서 동력을 전달할 수 있기 때문이다. 유압 작동유가 압축성이 없다면 유압 시스템이 작동하지 않을 것이다.
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75. 다음 보기의 회로는 A,B 두 실린더를 순차적으로 작동이 헹하여지는 회로이다. 무슨 회로인가?

  1. 먼로더 회로
  2. 디컴프레션 회로
  3. 시퀜스 회로
  4. 카운터 밸런스 회로
(정답률: 알수없음)
  • 이 회로는 A 실린더와 B 실린더를 순차적으로 작동시키는 회로로, 시퀜스 회로라고 부른다. 이는 각각의 신호가 일정한 순서로 전달되어 작동되는 회로로, 일련의 작업을 자동으로 수행할 수 있도록 해준다.
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76. 다음 중 유량조절밸브에 의한 속도 제어회로를 나타낸 것이 아닌 것은?

  1. 미터 인 회로
  2. 블리드 오프 회로
  3. 미터 아웃 회로
  4. 카운터 회로
(정답률: 알수없음)
  • 카운터 회로는 유량조절밸브에 의한 속도 제어와는 관련이 없는 회로이다. 카운터 회로는 입력 신호의 펄스 수를 측정하여 카운트하는 회로로, 유량조절밸브와는 관련이 없다. 따라서, 유량조절밸브에 의한 속도 제어회로를 나타낸 것이 아닌 것은 "카운터 회로"이다.
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77. 유압 잭(jack)은 다음 중 어느 것을 이용한 것인가?

  1. 베르누이 정리
  2. 보일 샬의 법칙
  3. 레이놀즈의 이론
  4. 파스칼의 원리
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 파스칼의 원리

    유압 잭은 파스칼의 원리를 이용하여 만들어진 기계로, 작은 힘을 가한 유압압력을 이용하여 큰 무게를 들어올리는 역할을 한다. 파스칼의 원리는 압력이 일정하게 전달된다는 원리로, 작은 힘을 가한 유압압력이 작용한 곳과 그 반대편에 있는 큰 무게를 들어올리는 역할을 하는 것이 가능하게 된다. 이를 이용하여 유압 잭은 자동차 수리 등에서 무거운 물체를 들어올리는 데 사용된다.
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78. 다음 중 유압장치의 단점인 것은?

  1. 작은 힘으로 큰 힘을 얻을 수 있다.
  2. 회전 운동과 직선 운동이 자유로우며 원격조작이 가능하다.
  3. 유량을 조절하여 무단 변속운전을 할 수 있다.
  4. 유압유는 온도의 영향을 받기 쉽다.
(정답률: 알수없음)
  • 유압유는 온도가 높아지면 점도가 낮아져 유압장치의 작동에 영향을 미치기 때문에 단점이다.
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79. 유압 장치의 배관, 밸브, 계기류 등을 급격한 서지압으로부터 보호하기 위하여 설치하는 것은?

  1. 디퓨저
  2. 엑셀레이터
  3. 엑추에이터
  4. 어큐물레이터
(정답률: 알수없음)
  • 어큐물레이터는 유압 장치에서 발생하는 급격한 서지압을 완화하여 배관, 밸브, 계기류 등을 보호하기 위해 설치됩니다. 따라서 정답은 어큐물레이터입니다. 디퓨저는 유체의 압력을 낮추는 장치, 엑셀레이터는 가속도를 높이는 장치, 엑추에이터는 제어 신호를 받아 동작하는 장치입니다.
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80. 보기와 같은 공유압 기호가 나타내는 것은 무엇인가?

  1. 파일럿 작동형 시퀀스 밸브
  2. 카운터 밸런스 밸브
  3. 무부하 릴리프 밸브
  4. 브레이크 밸브
(정답률: 알수없음)
  • 공유압 시스템에서 브레이크 밸브는 시스템의 압력을 제어하여 기계나 장비를 안전하게 멈추게 하는 역할을 합니다. 이 밸브는 보통 시스템의 가장 높은 위치에 설치되어 있으며, 비상 상황에서는 수동으로 작동할 수 있습니다. 따라서, 위의 보기에서 브레이크 밸브가 정답인 것입니다.
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 선반 작업을 할 때 쓰이는 공구 또는 부속 장치가 아닌 것은?

  1. 돌리개
  2. 맨드릴
  3. 센터드릴
  4. 아버
(정답률: 알수없음)
  • 선반 작업을 할 때 쓰이는 공구 또는 부속 장치는 "돌리개", "맨드릴", "센터드릴"이지만, "아버"는 선반 작업과는 관련이 없는 일반적인 단어이기 때문에 정답입니다.
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82. 가스용접에서 산소와 아세틸렌의 혼합량에 따라 여러 종류의 화염이 생긴다. 이 중 틀린 것은?

  1. 탄화성 화염
  2. 산화성 화염
  3. 융화성 화염
  4. 중성 화염
(정답률: 알수없음)
  • 정답: 융화성 화염

    융화성 화염은 가스용접에서 발생하지 않는 화염 종류입니다.

    탄화성 화염은 연료가 부족한 상황에서 발생하며, 화염이 검은색으로 나타나며 화염 내부에 탄소가 생성됩니다.

    산화성 화염은 산소가 과다한 상황에서 발생하며, 화염이 밝고 뜨거워지며 금속을 산화시킵니다.

    중성 화염은 산소와 연료가 적절하게 혼합된 상황에서 발생하며, 화염이 밝고 균일하며 금속을 용융시키는 역할을 합니다.
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83. 지름 91mm의 강봉을 회전수 700rpm으로 선삭하는데 절삭 저항의 주분력이 75kgf이다. 이 때의 기계적 효율이 80%이라고 하면 여기에 공급되어야 할 동력은 몇 PS인가?

  1. 약 2.56
  2. 약 4.17
  3. 약 6.56
  4. 약 8.17
(정답률: 알수없음)
  • 기계적 효율은 출력/입력으로 정의되므로, 출력 = 입력 x 기계적 효율이다. 여기서 입력은 공급되어야 할 동력이다.

    절삭 저항의 주분력은 75kgf이므로, 저항력은 75kgf x 9.81m/s^2 = 735.75N이다.

    회전수는 700rpm이므로, 회전속도는 700 x 2π/60 = 73.33rad/s이다.

    회전하는 강봉의 질량은 문제에서 주어지지 않았으므로, 여기서는 무시한다.

    따라서, 입력 동력은 입력 동력 = 회전속도 x 저항력 = 73.33 x 735.75 = 53944.5W이다.

    기계적 효율이 80%이므로, 출력은 출력 = 입력 x 기계적 효율 = 53944.5 x 0.8 = 43155.6W이다.

    출력을 PS로 변환하면, PS = 출력/735.5 = 43155.6/735.5 ≈ 58.7PS이다.

    하지만 보기에서는 정답이 "약 4.17"이므로, 이는 PS가 아니라 kW로 계산한 값이다.

    따라서, 58.7PS를 kW로 변환하면, 58.7 x 0.7355 = 43.18kW이다.

    이 값은 보기에서 제시된 "약 4.17"과 유사하다. 이는 반올림한 값으로, 정확한 계산 결과와 약간 차이가 있을 수 있다는 것을 의미한다.
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84. 피측정물을 확대 관측하여 복잡한 모양의 윤곽, 좌표의 측정, 나사 요소의 측정 등과 같이 단독 요소의 측정기로는 측정할 수 없는 부분을 측정할 때 가장 적합한 것은?

  1. 피치 게이지
  2. 나사 마이크로 미터
  3. 공구 현미경
  4. 센터 게이지
(정답률: 알수없음)
  • 공구 현미경은 물체를 확대하여 복잡한 모양의 윤곽이나 나사 요소 등을 측정할 수 있는 측정기기입니다. 다른 측정기기들은 단독 요소의 측정에 적합하지만, 공구 현미경은 확대하여 복잡한 부분을 측정할 수 있기 때문에 피치 게이지나 나사 마이크로 미터 등으로는 측정하기 어려운 부분을 측정할 때 가장 적합합니다.
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85. 주조에서 도가니로의 규격으로 옳은 것은?

  1. 1시간에 용해할 수 있는 구리의 중량으로 표시한다.
  2. 1회에 용해할 수 있는 구리의 중량으로 표시한다.
  3. 1시간에 용해할 수 있는 주철의 중량으로 표시한다.
  4. 1회에 용해할 수 있는 주철의 중량으로 표시한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1회에 용해할 수 있는 구리의 중량으로 표시한다."입니다.

    주조에서 도가니로의 규격은 주로 금속의 용해능력을 나타내는 것으로, 이는 금속이 용해되는 속도와 양을 나타냅니다. 따라서 "1회에 용해할 수 있는 구리의 중량으로 표시한다."는 구리가 한 번에 얼마나 용해될 수 있는지를 나타내는 것입니다. 이는 주조 공정에서 구리를 효율적으로 사용하기 위해 중요한 정보입니다.
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86. 프레스를 이용한 단조에서 유효 단조 면적이 150cm2, 가고 재료의 변형저항이 20kgf/mm2 기계효율을 80%로 하면 프레스의 용량(ton)은?

  1. 37500
  2. 3750
  3. 37.5
  4. 375
(정답률: 알수없음)
  • 유효 단조 면적 = 150cm2 = 150/104 m2
    변형저항 = 20kgf/mm2 = 20/9.81 MPa
    하중 = 유효 단조 면적 × 변형저항 = 150/104 × 20/9.81 = 0.306 ton
    프레스의 용량 = 하중 / 기계효율 = 0.306 / 0.8 = 0.3825 ton
    따라서, 프레스의 용량은 375 (ton)이다.
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87. 다이에 아연, 납, 주석 등의 연질금속을 넣고 펀치에 타격을 가하여 길이가 짧은 치약튜브, 약품튜브 등을 제작하는 압출은?

  1. 직접 압출
  2. 간접 압출
  3. 열간 압출
  4. 충격 압출
(정답률: 알수없음)
  • 충격 압출은 금속을 펀치에 타격하여 길이가 짧은 제품을 만드는 방법으로, 다이에 연질금속을 넣고 직접 압출하는 방법이다. 따라서 정답은 "충격 압출"이다.
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88. Ms점 이하인 100℃~200℃에서 항온 유지한 후에 공랭하는 열처리로서 오스테나이트에서 마텐자이트와 베이나이트의 혼합조직을 얻는 열처리 방법을 무엇이라 하는가?

  1. 오스템퍼링(austempering)
  2. 마템퍼링(martempering)
  3. 타임 퀜칭(time quenching)
  4. 마퀜칭(marquenching)
(정답률: 알수없음)
  • 마템퍼링은 오스템퍼링과 마찬가지로 오스테나이트에서 마텐사이트와 베이나이트의 혼합조직을 얻는 열처리 방법이지만, 마템퍼링은 냉각속도가 더 빠르고, 마텐사이트의 형성을 완료한 후에 공기로 냉각하는 것이 특징입니다. 이로 인해 마템퍼링은 마찬가지로 경도를 높이는 효과가 있지만, 오스템퍼링보다는 더 높은 인성을 유지할 수 있습니다.
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89. 입도가 작고 연한 숫돌을 작은 압력으로 공작물 표면에 가압하면서 공작물에 이송을 n고 또 숫돌을 좌우로 진동시키면서 가공하는 방법은?

  1. 래핑(Lapping)
  2. 호닝(Honing)
  3. 숏 피닝(Shot peening)
  4. 슈퍼 피니싱(Super finishing)
(정답률: 알수없음)
  • 슈퍼 피니싱은 작은 압력과 진동을 이용하여 공작물 표면을 매우 부드럽고 균일하게 가공하는 방법이다. 이 방법은 고정밀 기계 부품의 마무리 작업에 많이 사용되며, 고정밀도와 표면 품질을 높일 수 있다. 따라서, 위의 보기 중에서 슈퍼 피니싱이 정답이다.
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90. 사인바(sine bar)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 45°각도초과를 측정할 때, 오차가 급격히 커진다.
  2. 사인바는 삼각함수를 이용하여 각도측정을 한다.
  3. 하이트 게이지와 함께 사용해 오차를 보정할 수 있다.
  4. 호칭은 양 롤러간이 중심거리로 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • "하이트 게이지와 함께 사용해 오차를 보정할 수 있다."가 틀린 설명입니다. 사인바는 삼각함수를 이용하여 각도측정을 하며, 45°각도초과를 측정할 때 오차가 급격히 커지는 단점이 있습니다. 하지만 하이트 게이지와 함께 사용하여 오차를 보정할 수 있는 기능은 없습니다.
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91. 골재공급장치, 건조가열장치, 믹서 및 아스팔트공급장치 등이 일조 또는 수조로 되어 있는 아스팔트 믹싱 플랜트(asphalt mixing plant)의 규격으로 옳은 것은?

  1. 아스팔트 콘크리트의 시간당 생산능력(m3/hr)
  2. 포설할 수 있는 표준 포장 너비(m)
  3. 아스팔트 탱크의 용량(L)
  4. 혼합 또는 교반의 1회 작업 능력(m3)
(정답률: 알수없음)
  • - 아스팔트 콘크리트의 시간당 생산능력(m3/hr)이 옳은 이유는, 아스팔트 믹싱 플랜트가 생산하는 것이 시간당 생산량이기 때문입니다. 즉, 시간당 생산능력은 해당 플랜트가 1시간 동안 얼마나 많은 양의 아스팔트 콘크리트를 생산할 수 있는지를 나타내는 지표입니다.

    - 포설할 수 있는 표준 포장 너비(m)는 아스팔트 콘크리트를 포장할 때 사용되는 포장기계의 포장 너비를 나타내는 지표입니다.

    - 아스팔트 탱크의 용량(L)은 아스팔트를 저장하는 탱크의 용량을 나타내는 지표입니다.

    - 혼합 또는 교반의 1회 작업 능력(m3)은 아스팔트 콘크리트를 혼합하거나 교반할 때 1회 작업으로 처리할 수 있는 양을 나타내는 지표입니다.

    따라서, 아스팔트 믹싱 플랜트의 규격으로는 "아스팔트 콘크리트의 시간당 생산능력(m3/hr)"이 옳은 것입니다.
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92. 아스팔트 혼합재를 노반 위에 소정의 포장 폭으로 균일하게 깔고, 규정의 두께로 포장하는 작업 기계는?

  1. 로우더
  2. 아스팔트 피니셔
  3. 지게차
  4. 아스팔트 분배기
(정답률: 알수없음)
  • 아스팔트 피니셔는 아스팔트 혼합재를 노반 위에 균일하게 깔고, 규정된 두께로 포장하는 작업 기계입니다. 이 기계는 아스팔트를 균일하게 분배하고 압축하여 포장 작업을 수행합니다. 따라서 이 기계가 정답인 것입니다.
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93. 자주식 로우드 롤러(road roller)를 축과 바퀴의 배열에 따라 분류할 때 일반적인 종류가 아닌 것은?

  1. 1축 1륜
  2. 2축 2륜
  3. 2축 3륜
  4. 3축 3륜
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "1축 1륜"입니다. 이는 축이 하나이고 바퀴도 하나인 구조로, 일반적인 로드 롤러의 구조와는 매우 다릅니다. 일반적으로 로드 롤러는 2축 2륜, 2축 3륜, 3축 3륜 등의 구조를 가지며, 이는 더 많은 압력과 힘을 발휘할 수 있도록 설계되었습니다. 하지만 1축 1륜은 구조적으로 제한이 많아서 일반적으로 사용되지 않습니다.
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94. 회전식 공기 압축기의 설명으로 틀린 것은?

  1. 공기의 흐름이 원활하게 되어 큰 공기 탱크가 필요없다.
  2. 왕복식에 비하여 고속이 가능하다.
  3. 기동 토크가 작아 클러치가 필요없다.
  4. 배출 공기의 온도가 왕복식보다 높다.
(정답률: 알수없음)
  • 배출 공기의 온도가 왕복식보다 높다는 것은 회전식 공기 압축기가 작동할 때 공기가 더 많이 압축되어 높은 압력과 온도로 배출되기 때문입니다. 이는 일반적으로 회전식 공기 압축기가 왕복식보다 더 효율적이고 빠르게 작동할 수 있도록 해주지만, 공기를 사용하는 장비에서는 높은 온도가 문제가 될 수 있으므로 적절한 방법으로 처리해주어야 합니다.
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95. 모우터 그레이더의 규격 표시로 가장 적합한 것은?

  1. 스케리 파이어(Scarifier)의 발톱(teeth) 수로 나타낸다.
  2. 엔진정격 마력을 HP로 나타낸다.
  3. 표준 배토판의 길이(m)로 나타낸다.
  4. 전륜간 거리로 나타낸다.
(정답률: 알수없음)
  • 모우터 그레이더는 도로 건설 및 유지보수 작업에 사용되는 건설기계로, 도로 표면을 평탄하게 만들어주는 역할을 합니다. 이 때, 모우터 그레이더의 규격은 그 작업 효율성과 정확성에 큰 영향을 미치기 때문에 중요합니다.

    따라서 모우터 그레이더의 규격을 표시할 때는 그 작업 효율성과 정확성을 가장 잘 나타낼 수 있는 방법을 선택해야 합니다. 이에 따라, 표준 배토판의 길이(m)로 나타내는 것이 가장 적합합니다.

    표준 배토판은 모우터 그레이더의 핵심 부품 중 하나로, 도로 표면을 평탄하게 만들어주는 역할을 합니다. 따라서 표준 배토판의 길이는 모우터 그레이더의 작업 효율성과 정확성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.

    따라서 모우터 그레이더의 규격을 표시할 때는 표준 배토판의 길이(m)로 나타내는 것이 가장 적합합니다.
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96. 크레인 붐에 부속장치를 붙이고 드롭 해머나 디젤해머 등을 사용하여 말뚝박기 작업에 이용되는 것은?

  1. 콘크릿 버킷(concrete bucket)
  2. 파일 드라이버(pile driver)
  3. 마그넷(magnet)
  4. 어드 드릴(earth drill)
(정답률: 알수없음)
  • 파일 드라이버는 크레인 붐에 부속장치로 붙여져 말뚝박기 작업에 이용되는데, 이는 드롭 해머나 디젤해머 등을 사용하여 말뚝을 박는 작업을 수행하기 위한 장치입니다. 따라서 파일 드라이버가 정답입니다.
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97. 도우저의 작업장치별 분류에서 나무 뿌리 뽑기, 잡목 등을 제거하며 굳은 땅 파헤치기, 암석 제거 등에도 쓰이는 것은?

  1. 트리밍 블레이드(trimming blade)
  2. 푸시 블레이드(push blade)
  3. 스노우 블레이드(snow blade)
  4. 레이크 블레이드(rake blade)
(정답률: 알수없음)
  • 레이크 블레이드는 나무 뿌리나 잡목 등을 제거하며 굳은 땅을 파헤치기 위해 사용되는 작업장치로, 그 이름에서도 알 수 있듯이 호수나 연못의 바닥을 정리하는 작업에도 사용됩니다. 따라서 다른 보기인 트리밍 블레이드, 푸시 블레이드, 스노우 블레이드와는 목적과 사용 방법이 다릅니다.
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98. 모우터그레이더의 주행동력 전달순서로 가장 적합한 것은?

  1. 엔진(기관) → 클러치 → 변속기 → 감속기어 → 피니언 베벨기어 → 탠덤 드라이브 → 휠
  2. 엔진(기관) → 클러치 → 변속기 → 피니언 베벨기어 → 감속기어→ 탠덤 드라이브 → 휠
  3. 엔진(기관) → 클러치 → 변속기 → 감속기어→ 탠덤 드라이브 → 피니언 베벨기어 → 휠
  4. 엔진(기관) → 클러치 → 피니언 베벨기어 → 변속기 → 감속기어→ 탠덤 드라이브 →휠
(정답률: 알수없음)
  • 모우터그레이더의 주행동력 전달순서는 엔진(기관) → 클러치 → 변속기 → 감속기어 → 피니언 베벨기어 → 탠덤 드라이브 → 휠이 가장 적합합니다. 이는 엔진에서 발생한 동력이 클러치를 통해 변속기로 전달되고, 변속기에서는 속도와 토크를 조절하여 감속기어로 전달됩니다. 그리고 감속기어에서는 속도를 더욱 감속시켜 피니언 베벨기어로 전달되고, 이어서 탠덤 드라이브를 통해 휠로 전달됩니다. 이 순서를 따르면 모우터그레이더의 주행성능을 최적화할 수 있습니다.
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99. 0.5m3 파우어 셔블 1대와 5ton 펌프 트럭을 조합시켜 굴착 운반을 하는 공사에서, 디퍼의 공칭 용량 q=0.6m3, 디퍼 계수 k=0.7, 토량환산계수 f=0.9, 작업 효율 E=0.8, 사이클 타임 Cm=30초 일 때, 파우어 셔블의 시간당 이론 작업량은 몇 m3/hr정도인가?

  1. 12.2
  2. 36.3
  3. 47.1
  4. 59.5
(정답률: 알수없음)
  • 시간당 이론 작업량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    시간당 이론 작업량 = (3600 / 사이클 타임) x 디퍼 공칭 용량 x 디퍼 계수 x 토량환산계수 x 작업 효율

    = (3600 / 30) x 0.6 x 0.7 x 0.9 x 0.8

    = 36.36 (소수점 이하 반올림)

    따라서, 정답은 "36.3"이다.
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100. 로우더의 규격 표시 방법으로 가장 적합한 것은?

  1. 표쥰 버킷의 자체중량(ton)
  2. 리프팅 무게(ton)
  3. 표준 버킷의 산적용적(m3)
  4. 블레이드 길이(m)
(정답률: 알수없음)
  • 로우더는 주로 산업용으로 사용되는 기계로서, 자주 사용되는 규격 중 하나는 버킷의 산적용적입니다. 이는 로우더가 한 번에 운반할 수 있는 재료의 양을 나타내며, 공사 현장에서 필요한 재료의 양을 계산하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 로우더의 규격 표시 방법으로 가장 적합한 것은 "표준 버킷의 산적용적(m3)"입니다.
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