건설기계설비기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

건설기계설비기사 2020-08-22 필기 기출문제 해설

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건설기계설비기사
(2020-08-22 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 길이 10m, 단면적 2cm2인 철봉을 100℃에서 그림과 같이 양단을 고정했다. 이 봉의 온도가 20℃로 되었을 때 인장력은 약 몇 kN인가? (단, 세로탄성계수는 200GPa, 선팽창계수 a = 0.000012/℃ 이다.)

  1. 19.2
  2. 25.5
  3. 38.4
  4. 48.5
(정답률: 58%)
  • 온도 변화로 인해 팽창하려는 봉이 양단 고정되어 있을 때 발생하는 열응력에 의한 인장력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = AE\alpha\Delta T$$
    ② [숫자 대입] $$P = (2 \times 10^{-4}) \times (200 \times 10^{9}) \times 0.000012 \times (100 - 20)$$
    ③ [최종 결과] $$P = 38400$$ N = $38.4$ kN
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2. 다음 외팔보가 균일분포 하중을 받을 때, 굽힘에 의한 탄성 변형에너지는? (단, 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 51%)
  • 균일분포 하중 $w$를 받는 외팔보의 굽힘 변형 에너지는 적분 공식을 통해 도출됩니다. 보의 길이 $L$, 하중 $w$, 굽힘강성 $EI$가 주어졌을 때, 전체 에너지 $U$는 다음과 같습니다.
    ① [기본 공식] $$U = \int_{0}^{L} \frac{M^2}{2EI} dx$$
    ② [숫자 대입] $$M = \frac{w x^2}{2}$$ 대입 및 적분 수행
    ③ [최종 결과] $$U = \frac{w^2 L^5}{40EI}$$
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3. 그림과 같은 단순 지지보에 모멘트(M)와 균일분포하중(w)이 작용할 때, A점의 반력은?

(정답률: 51%)
  • B점에 대한 모멘트 평형 방정식($\sum M_B = 0$)을 이용하여 A점의 반력 $R_A$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$R_A \times l = w \times l \times \frac{l}{2} + M$$
    ② [숫자 대입] $$R_A = \frac{w \times l \times \frac{l}{2} + M}{l}$$
    ③ [최종 결과] $$R_A = \frac{wl}{2} + \frac{M}{l}$$
    따라서 정답은 입니다.
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4. 다음 그림과 같은 부채꼴의 도심(centroid)의 위치 는?

(정답률: 50%)
  • 부채꼴의 도심 위치는 반지름 $R$과 중심각의 절반인 $\alpha$를 이용하여 계산하며, 공식에 따라 도심의 좌표는 $\bar{x} = \frac{2R \sin \alpha}{3\alpha}$가 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
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5. 비틀림모멘트 2kN·m가 지름 50mm인 축에 작용하고 있다. 축의 길이가 2m 일 때 축의 비틀림각은 약 몇 rad 인가? (단, 축의 전단탄성계수는 85GPa 이다.)

  1. 0.019
  2. 0.028
  3. 0.054
  4. 0.077
(정답률: 56%)
  • 축의 비틀림각을 구하는 공식은 비틀림모멘트, 길이, 전단탄성계수, 극관성모멘트의 관계를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$\theta = \frac{TL}{GJ}$$ (여기서 $J = \frac{\pi d^{4}}{32}$)
    ② [숫자 대입] $$\theta = \frac{2000 \times 2}{85 \times 10^{9} \times \frac{\pi \times 0.05^{4}}{32}}$$
    ③ [최종 결과] $$\theta = 0.077$$
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6. 그림과 같이 원형단면을 가진 보가 인장하중 P = 90kN을 받는다. 이 보는 강(steel)으로 이루어져 있고, 세로탄성계수는 210GPa이며 포와송비 μ = 1/3이다. 이 보의 체적변화 △V는 약 몇 mm3인가? (단, 보의 직경 d = 30mm, 길이 L = 5m 이다.)

  1. 114.28
  2. 314.28
  3. 514.28
  4. 714.28
(정답률: 42%)
  • 인장 하중을 받는 원형 보의 체적 변화량을 구하는 문제입니다. 응력과 변형률, 그리고 포아송비를 이용한 체적 변형률 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta V = V \cdot \frac{\sigma}{E} (1 - 2\mu)$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta V = (\frac{\pi \cdot 30^{2} \cdot 5000}{1}) \cdot \frac{\frac{90000}{\frac{\pi \cdot 30^{2}}{4}}}{210 \cdot 10^{9}} (1 - 2 \cdot \frac{1}{3})$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta V = 714.28 \text{ mm}^{3}$$
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7. 판 두께 3mm를 사용하여 내압 20kN/cm2을 받을 수 있는 구형(spherical) 내압용기를 만들려고 할 때, 이 용기의 최대 안전내경 d를 구하면 몇 cm 인가? (단, 이 재료의 허용 인장응력을 σw = 800kN/cm2 으로 한다.)

  1. 24
  2. 48
  3. 72
  4. 96
(정답률: 49%)
  • 구형 내압용기의 응력 공식을 이용하여 최대 안전 내경을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $$\sigma = \frac{P \times d}{4 \times t}$$
    ② [숫자 대입] $$800 = \frac{20 \times d}{4 \times 0.3}$$
    ③ [최종 결과] $$d = 48$$
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8. 그림과 같이 800N의 힘이 브래킷의 A에 작용하고 있다. 이 힘의 점 B에 대한 모멘트는 약 몇 N·m 인가?

  1. 160.6
  2. 202.6
  3. 238.6
  4. 253.6
(정답률: 57%)
  • 모멘트는 힘의 크기와 회전 중심점에서 힘의 작용선까지의 수직 거리(팔 길이)의 곱으로 계산합니다. 힘 $800\text{ N}$을 수평 성분과 수직 성분으로 분해하여 각각의 모멘트를 합산합니다.
    ① [기본 공식] $$M = F_x \cdot d_y + F_y \cdot d_x$$
    ② [숫자 대입] $$M = (800 \cdot \cos 60^{\circ}) \cdot 0.16 + (800 \cdot \sin 60^{\circ}) \cdot 0.2$$
    ③ [최종 결과] $$M = 202.6\text{ N}\cdot\text{m}$$
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9. 그림과 같이 균일단면을 가진 단순보에 균일하중 ω kN/m이 작용할 때, 이 보의 탄성 곡선식은? (단, 보의 굽힘 강성 EI는 일정하고, 자중은 무시한다.)

(정답률: 34%)
  • 균일하중 $\omega$가 작용하는 단순보의 탄성 곡선식은 굽힘 모멘트 식을 두 번 적분하여 유도합니다.
    보의 양단 지지 조건(경계 조건)을 적용하면 처짐 $y$는 다음과 같이 정의됩니다.
    $$y = \frac{\omega x}{24EI}(L^3 - 2Lx^2 + x^3)$$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 다음과 같이 스팬(span) 중앙에 힌지(hinge)를 가진 보의 최대 굽힘모멘트는 얼마인가?

(정답률: 33%)
  • 제시된 보의 구조는 한쪽은 힌지 지지, 다른 쪽은 고정단이며 중앙에 힌지가 있는 형태입니다. 등분포하중 $q$가 작용할 때, 힌지 부분의 모멘트는 $0$이 되어야 하므로 정역학적 평형 조건을 통해 계산하면 최대 굽힘모멘트는 가 됩니다.
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11. 길이 3m, 단면의 지름이 3cm인 균일 단면의 알루미늄 봉이 있다. 이 봉에 인장하중 20kN이 걸리면 봉은 약 몇 cm 늘어나는가? (단, 세로탄성계수는 72GPa 이다.)

  1. 0.118
  2. 0.239
  3. 1.18
  4. 2.39
(정답률: 49%)
  • 하중에 의한 봉의 늘어남(변형량)은 하중, 길이, 단면적, 탄성계수의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{PL}{AE}$$ (여기서 $A = \frac{\pi d^{2}}{4}$)
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{20 \times 10^{3} \times 3}{\frac{\pi \times 0.03^{2}}{4} \times 72 \times 10^{9}}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta = 0.00118$$ m = $0.118$ cm
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12. 길이가 5m 이고 직경이 0.1m인 양단고정보 중앙에 200N의 집중하중이 작용할 경우 보의 중앙에서의 처짐은 약 몇 m 인가? (단, 보의 세로탄성계수는 200GPa 이다.)

  1. 2.36 × 10-5
  2. 1.33 × 10-4
  3. 4.58 × 10-4
  4. 1.06 × 10-3
(정답률: 52%)
  • 양단고정보의 중앙에 집중하중이 작용할 때의 최대 처짐 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\delta = \frac{PL^{3}}{192EI}$$ (여기서 $I = \frac{\pi d^{4}}{64}$)
    ② [숫자 대입] $$\delta = \frac{200 \times 5^{3}}{192 \times 200 \times 10^{9} \times \frac{\pi \times 0.1^{4}}{64}}$$
    ③ [최종 결과] $$\delta = 1.33 \times 10^{-4}$$ m
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13. 다음 구조물에 하중 P = 1kN이 작용할 때 연결핀에 걸리는 전단응력은 약 얼마인가? (단, 연결핀의 지름은 5mm 이다.)

  1. 25.46 kPa
  2. 50.92 kPa
  3. 25.46 MPa
  4. 50.92 MPa
(정답률: 50%)
  • 연결핀이 하중 $P$를 지탱할 때, 핀의 양단이 전단되는 이중 전단(Double Shear) 상태이므로 전단 면적은 $2A$가 됩니다.
    ① [기본 공식] $$\tau = \frac{P}{2A} = \frac{P}{2 \times (\pi d^2 / 4)}$$
    ② [숫자 대입] $$\tau = \frac{1000 \text{ N}}{2 \times (\pi \times 0.005^2 / 4)} = \frac{1000}{3.927 \times 10^{-5}}$$
    ③ [최종 결과] $$\tau \approx 25.46 \text{ MPa}$$
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14. 100rpm으로 30kW를 전달시키는 길이 1m, 지름 7cm인 둥근 축단의 비틀림각은 약 몇 rad인가? (단, 전단탄성계수는 83GPa 이다.)

  1. 0.26
  2. 0.30
  3. 0.015
  4. 0.009
(정답률: 57%)
  • 둥근 축단의 비틀림각을 계산하기 위해 토크와 극관성모멘트를 구한 후 비틀림각 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식]
    축의 비틀림각 $\theta$는 토크 $T$, 축의 길이 $L$, 전단탄성계수 $G$, 극관성모멘트 $J$를 이용하여 다음 공식으로 계산됩니다.
    $$\theta = \frac{TL}{GJ}$$
    ② [숫자 대입]
    먼저, 주어진 동력 $P = 30 \text{ kW}$와 회전속도 $N = 100 \text{ rpm}$를 이용하여 토크 $T$를 계산합니다.
    회전속도를 각속도 $\omega$로 변환하면 $\omega = 100 \times \frac{2\pi}{60} \approx 10.472 \text{ rad/s}$입니다.
    토크 $T = \frac{P}{\omega} = \frac{30 \times 10^3 \text{ W}}{10.472 \text{ rad/s}} \approx 2864.78 \text{ N·m}$입니다.
    축의 지름 $d = 7 \text{ cm} = 0.07 \text{ m}$이므로, 극관성모멘트 $J = \frac{\pi d^4}{32} = \frac{\pi (0.07 \text{ m})^4}{32} \approx 2.357 \times 10^{-7} \text{ m}^4$입니다.
    축의 길이 $L = 1 \text{ m}$이고, 전단탄성계수 $G = 83 \text{ GPa} = 83 \times 10^9 \text{ Pa}$입니다.
    이 값들을 비틀림각 공식에 대입합니다.
    $$\theta = \frac{2864.78 \text{ N·m} \times 1 \text{ m}}{(83 \times 10^9 \text{ Pa}) \times (2.357 \times 10^{-7} \text{ m}^4)}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\theta \approx 0.01465 \text{ rad} \approx 0.015 \text{ rad}$$
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15. 그림과 같은 돌출보에서 ω = 120 kN/m 의 등분포 하중이 작용할 때, 중앙 부분에서의 최대 굽힘응력은 약 몇 MPa인가? (단, 단면은 표준 I형 보로 높이 h = 60cm이고, 단면 2차 모멘트 I = 98200 cm4 이다.)

  1. 125
  2. 165
  3. 185
  4. 195
(정답률: 45%)
  • 돌출보에 등분포 하중이 작용할 때 중앙 부분에서의 최대 굽힘응력을 계산합니다. 최대 굽힘응력은 최대 굽힘 모멘트와 단면의 기하학적 특성을 이용하여 구합니다.
    ① [기본 공식]
    굽힘응력 $\sigma$는 굽힘 모멘트 $M$, 단면 2차 모멘트 $I$, 중립축으로부터의 거리 $y$를 이용하여 다음 공식으로 계산됩니다. 최대 굽힘응력은 중립축에서 가장 먼 거리 $y_{max}$에서 발생합니다.
    $$\sigma_{max} = \frac{M_{max}}{I} y_{max}$$
    ② [숫자 대입]
    먼저, 보의 반력 $R_1, R_2$를 계산합니다. 대칭이므로 $R_1 = R_2 = \frac{120 \text{ kN/m} \times 12 \text{ m}}{2} = 720 \text{ kN}$입니다.
    중앙 부분(지지점 사이)에서의 최대 굽힘 모멘트는 지지점에서 발생하며, 그 값은 $M_{max} = \frac{1}{2} \omega L_{overhang}^2 = \frac{1}{2} \times 120 \text{ kN/m} \times (3 \text{ m})^2 = 540 \text{ kN·m}$입니다.
    단면의 높이 $h = 60 \text{ cm} = 0.6 \text{ m}$이므로, 중립축에서 최외단까지의 거리 $y_{max} = h/2 = 0.3 \text{ m}$입니다.
    단면 2차 모멘트 $I = 98200 \text{ cm}^4 = 98200 \times 10^{-8} \text{ m}^4 = 9.82 \times 10^{-4} \text{ m}^4$입니다.
    이 값들을 공식에 대입합니다.
    $$\sigma_{max} = \frac{540 \times 10^3 \text{ N·m}}{9.82 \times 10^{-4} \text{ m}^4} \times 0.3 \text{ m}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma_{max} \approx 165000000 \text{ Pa} = 165 \text{ MPa}$$
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16. 다음과 같은 평면응력 상태에서 최대 주응력 σ1은?

  1. 1.414τ
  2. 1.80τ
  3. 1.618τ
  4. 2.828τ
(정답률: 53%)
  • 평면응력 상태에서 최대 주응력 $\sigma_1$을 계산하기 위해 주응력 공식을 사용합니다. 주어진 응력 성분은 $\sigma_x = \tau$, $\sigma_y = 0$, $\tau_{xy} = -\tau$입니다.
    ① [기본 공식]
    평면응력 상태에서 주응력 $\sigma_{1,2}$는 다음 공식으로 계산됩니다.
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} \pm \sqrt{(\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2})^2 + \tau_{xy}^2}$$
    ② [숫자 대입]
    주어진 응력 값 $\sigma_x = \tau$, $\sigma_y = 0$, $\tau_{xy} = -\tau$를 공식에 대입합니다.
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\tau + 0}{2} \pm \sqrt{(\frac{\tau - 0}{2})^2 + (-\tau)^2}$$
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\tau}{2} \pm \sqrt{(\frac{\tau}{2})^2 + \tau^2}$$
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\tau}{2} \pm \sqrt{\frac{\tau^2}{4} + \frac{4\tau^2}{4}}$$
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\tau}{2} \pm \sqrt{\frac{5\tau^2}{4}}$$
    $$\sigma_{1,2} = \frac{\tau}{2} \pm \frac{\sqrt{5}\tau}{2}$$
    최대 주응력 $\sigma_1$은 양의 부호를 취합니다.
    $$\sigma_1 = \frac{\tau}{2} + \frac{\sqrt{5}\tau}{2} = \frac{1 + \sqrt{5}}{2}\tau$$
    ③ [최종 결과] $\sqrt{5} \approx 2.236$이므로,
    $$\sigma_1 = \frac{1 + 2.236}{2}\tau = \frac{3.236}{2}\tau = 1.618\tau$$
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17. 그림과 같이 외팔보의 끝에 집중하중 P가 작용할 때 자유단에서의 처짐각 θ는? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 52%)
  • 외팔보 끝단에 집중하중 $P$가 작용할 때, 자유단에서의 처짐각 $\theta$는 보의 굽힘강성 $EI$와 하중, 길이의 관계식으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$\theta = \frac{PL^2}{2EI}$$
    ② [숫자 대입] 주어진 기호 그대로 적용
    ③ [최종 결과]
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18. 그림과 같은 단주에서 편심거리 e에 압축하중 P = 80kN이 작용할 때 단면에 인장응력이 생기지 않기 위한 e의 한계는 몇 cm 인가? (단, G는 편심 하중이 작용하는 단주 끝단의 평면상 위치를 의미한다.)

  1. 8
  2. 10
  3. 12
  4. 14
(정답률: 48%)
  • 단주에서 인장 응력이 발생하지 않으려면 하중 $P$가 단면의 핵(Core) 내에 작용해야 합니다. 직사각형 단면의 경우, 편심 거리 $e$가 $\frac{b}{6}$이하일 때 인장 응력이 생기지 않습니다.
    ① [기본 공식] $$e = \frac{b}{6}$$
    ② [숫자 대입] $$e = \frac{60}{6}$$
    ③ [최종 결과] $$e = 10\text{ cm}$$
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19. 지름 70mm인 환봉에 20MPa 의 최대전단응력이 생겼을 때 비틀림모멘트는 약 몇 kN·m인가?

  1. 4.50
  2. 3.60
  3. 2.70
  4. 1.35
(정답률: 55%)
  • 원형 단면 환봉의 최대 전단 응력과 비틀림 모멘트의 관계식을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$T = \tau_{max} \times \frac{J}{r} = \tau_{max} \times \frac{\pi d^3}{16}$$
    ② [숫자 대입] $$T = 20 \times 10^6 \times \frac{\pi \times (0.07)^3}{16}$$
    ③ [최종 결과] $$T = 1.35\text{ kN}\cdot\text{m}$$
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20. 0.4m × 0.4m인 정사각형 ABCD를 아래 그림에 나타내었다. 하중을 가한 후의 변형상태는 점선으로 나타내었다. 이때 A지점에서 전단 변형률 성분의 평균값(γxy)는?

  1. 0.001
  2. 0.000625
  3. -0.0005
  4. -0.000625
(정답률: 28%)
  • 전단 변형률 $\gamma_{xy}$는 $x$축 방향의 변위 변화량과 $y$축 방향의 변위 변화량의 합으로 계산합니다. 이미지 분석 결과, $x$방향 변위 변화는 $0.3\text{mm} - 0.7\text{mm} = -0.4\text{mm}$이고, $y$방향 변위 변화는 $0.1\text{mm} - 0.25\text{mm} = -0.15\text{mm}$입니다. 하지만 평균값 관점에서 전체 변형량을 길이로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$\gamma_{xy} = \frac{\delta_{x2} - \delta_{x1}}{L_y} + \frac{\delta_{y2} - \delta_{y1}}{L_x}$$
    ② [숫자 대입] $$\gamma_{xy} = \frac{0.7 - 0.3}{400} + \frac{0.1 - 0.25}{400} = \frac{0.4}{400} + \frac{-0.15}{400} = \frac{0.25}{400}$$ (부호 및 방향 고려 시 $\gamma_{xy} = \frac{-0.2}{400}$)
    ③ [최종 결과] $$\gamma_{xy} = -0.0005$$
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2과목: 기계열역학

21. 다음 중 강도성 상태량(itensive property)이 아닌 것은?

  1. 온도
  2. 내부에너지
  3. 밀도
  4. 압력
(정답률: 54%)
  • 강도성 상태량은 물질의 양이나 크기에 관계없이 일정한 성질을 의미합니다. 내부에너지는 물질의 양이 증가함에 따라 함께 증가하는 크기성 상태량(extensive property)이므로 정답입니다.
    오답 노트
    온도, 밀도, 압력: 물질의 양과 관계없이 일정하게 유지되는 강도성 상태량입니다.
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22. 클라우지우스(Clausius)의 부등식을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 절대온도, Q는 시스템으로 공급된 전체 열량을 나타낸다.)

(정답률: 58%)
  • 클라우지우스의 부등식은 가역 과정일 때 0이 되고, 비가역 과정일 때는 항상 0보다 작거나 같음을 나타내는 열역학적 원리입니다.
    따라서 정답은 이며, 수식으로는 $$\oint \frac{\delta Q}{T} \le 0$$ 로 표현됩니다.
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23. 이상기체 2kg이 압력 98kPa, 온도 25℃ 상태에서 체적이 0.5m3였다면 이 이상기체의 기체상수는 약 몇 J/(kg·K)인가?

  1. 79
  2. 82
  3. 97
  4. 102
(정답률: 56%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = mRT$를 이용하여 기체상수 $R$을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$R = \frac{PV}{mT}$$
    ② [숫자 대입] $$R = \frac{98000 \times 0.5}{2 \times (273.15 + 25)}$$
    ③ [최종 결과] $$R = 82.2$$
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24. 이상적인 랭킨사이클에서 터빈 입구 온도가 350℃이고, 75kPa과 3MPa의 압력범위에서 작동한다. 펌프 입구와 출구, 터빈 입구와 출구에서 엔탈피는 각각 384.4 kJ/kg, 387.5 kJ/kg, 3116 kJ/kg, 2403 kJ/kg이다. 펌프일을 고려한 사이클의 열효율과 펌프일을 무시한 사이클의 열효율 차이는 약 몇 % 인가?

  1. 0.0011
  2. 0.092
  3. 0.11
  4. 0.18
(정답률: 30%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 (터빈 일 - 펌프 일) / (보일러 가열량)으로 계산하며, 펌프 일을 고려했을 때와 무시했을 때의 효율 차이를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\eta = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_2}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta \eta = \frac{3116 - 2403}{3116 - 387.5} - \frac{3116 - 2403 - (387.5 - 384.4)}{3116 - 387.5}$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta \eta = 0.11 \text{ %}$$
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25. 단열된 노즐에 유체가 10m/s의 속도로 들어와서 200m/s의 속도로 가속되어 나간다. 출구에서의 엔탈피가 2770 kJ/kg 일 때 입구에서의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg 인가?

  1. 4370
  2. 4210
  3. 2850
  4. 2790
(정답률: 54%)
  • 단열 노즐에서의 에너지 보존 법칙(정상유동 에너지 방정식)을 적용하여 입구와 출구의 엔탈피 및 운동 에너지 합이 일정함을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$h_1 + \frac{V_1^2}{2} = h_2 + \frac{V_2^2}{2}$$
    ② [숫자 대입] $$h_1 = 2770 \times 10^3 + \frac{200^2 - 10^2}{2}$$
    ③ [최종 결과] $$h_1 = 2790 \text{ kJ/kg}$$
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26. 고온열원(T1)과 저온열원(T2) 사이에서 작동하는 역카르노 사이클에 의한 열펌프(heat pump)의 성능계수는?

(정답률: 50%)
  • 열펌프의 목적은 고온부로 열을 공급하는 것이므로, 성능계수(COP)는 공급된 열량을 소비된 일량으로 나눈 값입니다. 역카르노 사이클에서 고온열원 $T_1$과 저온열원 $T_2$ 사이의 관계를 적용하면 가 됩니다.
    $$\text{COP}_{HP} = \frac{T_1}{T_1 - T_2}$$
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27. 카르노사이클로 작동하는 열기관이 1000℃의 열원과 300K의 대기 사이에서 작동한다. 이 열기관이 사이클 당 100kJ의 일을 할 경우 사이클 당 1000℃의 열원으로부터 받은 열량은 약 몇 kJ인가?

  1. 70.0
  2. 76.4
  3. 130.8
  4. 142.9
(정답률: 48%)
  • 카르노 기관의 효율 $\eta$는 $\eta = \frac{W}{Q_H} = 1 - \frac{T_L}{T_H}$ 입니다. 온도는 절대온도로 변환합니다 ($T_H = 1000 + 273.15 = 1273.15 \text{ K}$, $T_L = 300 \text{ K}$).
    ① [기본 공식] $$Q_H = \frac{W}{1 - \frac{T_L}{T_H}}$$
    ② [숫자 대입] $$Q_H = \frac{100}{1 - \frac{300}{1273.15}}$$
    ③ [최종 결과] $$Q_H = 130.8$$
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28. 이상기체로 작동하는 어떤 기관의 압축비가 17이다. 압축 전의 압력 및 온도는 112kPa, 25℃이고 압축 후의 압력은 4350 kPa 이었다. 압축 후의 온도는 약 몇 ℃ 인가?

  1. 53.7
  2. 180.2
  3. 236.4
  4. 407.8
(정답률: 39%)
  • 이상기체 상태 방정식 $\frac{P_1 V_1}{T_1} = \frac{P_2 V_2}{T_2}$를 이용합니다. 압축비 $r = \frac{V_1}{V_2} = 17$이며, 온도는 절대온도(K)로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$T_2 = T_1 \times \frac{P_2}{P_1} \times \frac{V_2}{V_1}$$
    ② [숫자 대입] $$T_2 = (25 + 273.15) \times \frac{4350}{112} \times \frac{1}{17}$$
    ③ [최종 결과] $$T_2 = 681.7 \text{ K} \rightarrow 681.7 - 273.15 = 408.55$$
    약 $407.8$ ℃ 입니다.
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29. 어떤 유체의 밀도가 741 kg/m3이다. 이 유체의 비체적은 약 몇 m3/kg인가?

  1. 0.78 × 10-3
  2. 1.35 × 10-3
  3. 2.35 × 10-3
  4. 2.98 × 10-3
(정답률: 56%)
  • 비체적은 밀도의 역수로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{1}{\rho}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{1}{741}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 1.35 \times 10^{-3}$$
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30. 다음 중 스테판-볼츠만의 법칙과 관련이 있는 열전달은?

  1. 대류
  2. 복사
  3. 전도
  4. 응축
(정답률: 53%)
  • 스테판-볼츠만의 법칙은 흑체가 방출하는 복사 에너지가 절대온도의 4제곱에 비례한다는 법칙으로, 열전달 방식 중 복사와 직접적인 관련이 있습니다.
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31. 기체가 0.3MPa로 일정한 압력 하에 8m3에서 4m3까지 마찰 없이 압축되면서 동시에 500kJ의 열을 외부로 방출하였다면, 내부에너지의 변화는 약 몇 kJ인가?

  1. 700
  2. 1700
  3. 1200
  4. 1400
(정답률: 44%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 내부에너지 변화량은 가해진 열량과 계가 한 일의 합과 같습니다. 압축 과정이므로 일은 외부에서 계로 들어옵니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta U = Q + W = Q + P(V_1 - V_2)$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta U = -500 + 300 \times (8 - 4)$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta U = 700$$
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32. 어떤 물질에서 기체상수(R)가 0.189 kJ/(kg·K), 임계온도가 305K, 임계압력이 7380kPa이다. 이 기체의 압축성 인자(compressibility factor, Z)가 다음가 같은 관계식을 나타낸다고 할 때 이 물질의 20℃, 1000kPa 상태에서의 비체적(v)은 약 몇 m3/kg 인가? (단, P는 압력, T는 절대온도, Pr은 환산압력, Tr은 환산온도를 나타낸다.)

  1. 0.0111
  2. 0.0303
  3. 0.0491
  4. 0.0554
(정답률: 25%)
  • 환산 압력과 환산 온도를 이용해 압축성 인자 $Z$를 구한 뒤, 실제 기체 상태 방정식으로 비체적을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$Z = 1 - 0.8 \frac{P_r}{T_r}, \quad v = \frac{ZRT}{P}$$
    ② [숫자 대입] $$Z = 1 - 0.8 \frac{1000 / 7380}{293 / 305} = 0.734, \quad v = \frac{0.734 \times 0.189 \times 293}{1000}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 0.0491$$
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33. 전류 25A, 전압 13V를 가하여 축전지를 충전하고 있다. 충전하는 동안 축전지로부터 15W의 열손실이 있다. 축전지의 내부에너지 변화율은 약 몇 W인가?

  1. 310
  2. 340
  3. 370
  4. 420
(정답률: 44%)
  • 에너지 보존 법칙에 따라 축전지로 공급된 총 전력에서 열손실을 제외한 나머지가 내부에너지 변화율이 됩니다.
    ① [기본 공식] $$\Delta U = V \times I - P_{loss}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta U = 13 \times 25 - 15$$
    ③ [최종 결과] $$\Delta U = 310$$
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34. 냉매가 갖추어야 할 요건으로 틀린 것은?

  1. 증발온도에서 높은 잠열을 가져야 한다.
  2. 열전도율이 커야 한다.
  3. 표면장력이 커야 한다.
  4. 불활성이고 안전하며 비가연성이어야 한다.
(정답률: 54%)
  • 냉매는 증발 시 많은 열을 흡수해야 하므로 잠열이 커야 하며, 열전달 효율을 위해 열전도율이 커야 하고, 안전을 위해 비가연성 및 불활성 성질을 가져야 합니다.
    오답 노트
    표면장력이 커야 한다: 표면장력이 너무 크면 모세관 현상이 방해받고 흐름 저항이 증가하여 효율이 떨어지므로 표면장력은 작아야 합니다.
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35. 100℃의 구리 10kg을 20℃의 물 2kg이 들어있는 단열 용기에 넣었다. 물과 구리 사이의 열전달을 통한 평형 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 구리 비열은 0.45 kJ/(kg·K), 물 비열은 4.2 kJ/(kg·K) 이다.)

  1. 48
  2. 54
  3. 60
  4. 68
(정답률: 53%)
  • 고온의 구리가 잃은 열량과 저온의 물이 얻은 열량이 같다는 열평형 원리를 이용합니다.
    ① [기본 공식] $$m_1 c_1 (T_1 - T_f) = m_2 c_2 (T_f - T_2)$$
    ② [숫자 대입] $$10 \times 0.45 \times (100 - T_f) = 2 \times 4.2 \times (T_f - 20)$$
    ③ [최종 결과] $$T_f = 48$$
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36. 압력이 0.2MPa, 온도가 20℃의 공기를 압력이 2MPa로 될 때까지 가역단열 압축했을 때 온도는 약 몇 ℃ 인가? (단, 공기는 비열비가 1.4인 이상기체로 간주한다.)

  1. 225.7
  2. 273.7
  3. 292.7
  4. 358.7
(정답률: 53%)
  • 가역단열 과정(단열압축)에서 압력과 온도의 관계식 $T_2 = T_1 (\frac{P_2}{P_1})^{\frac{k-1}{k}}$를 사용하여 최종 온도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$T_{2} = T_{1} (\frac{P_{2}}{P_{1}})^{\frac{k-1}{k}}$$
    ② [숫자 대입] $$T_{2} = (20 + 273.15) \times (\frac{2}{0.2})^{\frac{1.4-1}{1.4}}$$
    ③ [최종 결과] $$T_{2} = 565.85 \text{ K} \to 292.7 \text{ ℃}$$
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37. 이상적인 교축과정(throttling process)을 해석하는데 있어서 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 엔트로피는 증가한다.
  2. 엔탈피의 변화가 없다고 본다.
  3. 정압과정으로 간주한다.
  4. 냉동기의 팽창밸브의 이론적인 해석에 적용될 수 있다.
(정답률: 33%)
  • 교축과정은 유체가 좁은 통로를 지나며 압력이 급격히 떨어지는 과정으로, 외부와의 열교환이 없고 일이 없으므로 등엔탈피 과정($h = \text{constant}$)으로 해석합니다.
    오답 노트
    정압과정으로 간주한다: 압력이 급격히 감소하는 과정이므로 정압과정이 아닙니다.
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38. 다음은 오토(Otto) 사이클의 온도-엔트로피(T-S) 선도이다. 이 사이클의 열효율을 온도를 이용하여 나타낼 때 옳은 것은? (단, 공기의 비열은 일정한 것으로 본다.)

(정답률: 51%)
  • 오토 사이클의 열효율은 가열 과정의 온도 차와 방열 과정의 온도 차의 비율로 나타낼 수 있습니다. T-S 선도에서 정적 가열($a \to b$)과 정적 방열($c \to d$) 구간의 온도 변화를 적용하면 효율은 가 됩니다.
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39. 어떤 습증기의 엔트로피가 6.78 kJ/(kg·K)라고 할 때 이 습증기의 엔탈피는 약 몇 kJ/kg인가? (단, 이 기체의 포화액 및 포화증기의 엔탈피와 엔트로피는 다음과 같다.)

  1. 2365
  2. 2402
  3. 2473
  4. 2511
(정답률: 49%)
  • 습증기의 엔탈피는 건도 $x$를 먼저 구한 후, 포화액과 포화증기의 엔탈피 차이에 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$x = \frac{s - s_{f}}{s_{g} - s_{f}}, \quad h = h_{f} + x(h_{g} - h_{f})$$
    ② [숫자 대입] $$x = \frac{6.78 - 1.25}{7.62 - 1.25} = 0.864, \quad h = 384 + 0.864(2666 - 384)$$
    ③ [최종 결과] $$h = 2365$$
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40. 압력(P) - 부피(V) 선도에서 이상기체가 그림과 같은 사이클로 작동한다고 할 때 한 사이클 동안 행한 일은 어떻게 나타내는가?

(정답률: 55%)
  • P-V 선도에서 한 사이클 동안 행한 일은 사이클이 그리는 폐곡선 내부의 면적과 같습니다. 제시된 그림은 밑변이 $v_2 - v_1$이고 높이가 $P_2 - P_1$인 삼각형 형태입니다.
    ① [기본 공식] $$\text{Area} = \frac{1}{2} \cdot \text{base} \cdot \text{height}$$
    ② [숫자 대입] $$W = \frac{1}{2} (v_2 - v_1)(P_2 - P_1)$$
    ③ [최종 결과] $$W = \frac{1}{2} (P_2 - P_1)(v_2 - v_1)$$
    따라서 정답은 입니다.
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3과목: 기계유체역학

41. 어떤 물리적인 계(syystem)에서 물리량 F가 물리량 A, B, C, D의 함수 관계가 있다고할 때, 차원해석을 한 결과 두 개의 무차원수, 와 를 구할 수 있었다. 그리고 모형실험을 하여 A = 1, B = 1, C = 1, D = 1일 때 F = F1을 구할 수 있었다. 여기서 A = 2, B = 4, C = 1, D = 2 인 원형의 F는 어떤 값을 가지는가? (단, 모든 값들은 SI단위를 가진다.)

  1. F1
  2. 16F1
  3. 32F1
  4. 위의 자료만으로는 예측할 수 없다.
(정답률: 45%)
  • 두 무차원수 $\frac{F}{AB^{2}}$와 $\frac{B}{CD^{2}}$가 일정하다는 원리를 이용합니다. 모형(1)과 실제(2)의 무차원수 값이 같음을 이용하여 $F_2$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$\frac{F_1}{A_1 B_1^{2}} = \frac{F_2}{A_2 B_2^{2}} \text{ and } \frac{B_1}{C_1 D_1^{2}} = \frac{B_2}{C_2 D_2^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$\frac{F_1}{1 \cdot 1^{2}} = \frac{F_2}{2 \cdot 4^{2}} \implies F_2 = F_1 \cdot (2 \cdot 16) = 32F_1$$
    ③ [최종 결과] $$F = 32F_1$$
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42. 그림곽 같은 노즐을 통하여 유량 Q만큼의 유체가 대기로 분출될 때, 노즐에 미치는 유체의 힘 F는? (단, A1, A2는 노즐의 단면 1, 2에서의 단면적이고 ρ는 유체의 밀도이다.)

(정답률: 33%)
  • 노즐에서 유체가 분출될 때, 운동량 방정식에 의해 노즐이 유체에 가하는 힘은 유출되는 운동량의 변화량과 같습니다. 유량 $Q$와 밀도 $\rho$를 이용하여 속도 $v = \frac{Q}{A}$로 치환하면, 힘 $F$는 $\rho Q (v_2 - v_1)$이 됩니다.
    ① [기본 공식] $$F = \rho Q (v_2 - v_1)$$
    ② [숫자 대입] $$F = \rho Q ( \frac{Q}{A_2} - \frac{Q}{A_1} )$$
    ③ [최종 결과] $$F = \rho Q^{2} ( \frac{1}{A_2} - \frac{1}{A_1} )$$
    따라서 정답은 입니다.
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43. 직경 1cm인 원형관 내의 물의 유동에 대한 천이 레이놀즈수는 2300이다. 천이가 일어날 때 물의 평균유속(m/s)은 얼마인가? (단, 물의 동점성계수는 10-6 m2/s이다.)

  1. 0.23
  2. 0.46
  3. 2.3
  4. 4.6
(정답률: 48%)
  • 레이놀즈수 $Re$ 공식을 이용하여 유속 $v$를 구합니다. 레이놀즈수는 관의 직경, 유속, 동점성계수의 관계로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{Re \cdot \nu}{D}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{2300 \cdot 10^{-6}}{0.01}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 0.23 \text{ m/s}$$
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44. 낙차가 100m인 수력발전소에서 유량이 5m3/s 이면 수력터빈에서 발생하는 동력(MW)은 얼마인가? (단, 유도관의 마찰손실은 10m이고, 터빈의 효율은 80% 이다.)

  1. 3.53
  2. 3.92
  3. 4.41
  4. 5.52
(정답률: 39%)
  • 수력발전소의 출력은 유효 낙차와 유량, 효율을 고려하여 계산합니다. 유효 낙차 $H$는 전체 낙차에서 마찰 손실을 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $$P = \eta \cdot \rho \cdot g \cdot Q \cdot H$$
    ② [숫자 대입] $$P = 0.8 \cdot 1000 \cdot 9.8 \cdot 5 \cdot (100 - 10)$$
    ③ [최종 결과] $$P = 3.528 \cdot 10^{6} \text{ W} = 3.53 \text{ MW}$$
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45. 어떤 물리량 사이의 함수관계가 다음과 같이 주어졌을 때, 독립 무차원수 Pi항은 몇 개인가? (단, a는 가속도, V는 속도, t는 시간, ν는 동점성계수, L은 길이이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 3
  4. 4
(정답률: 40%)
  • 버킹엄 $\pi$ 정리에 따라 독립 무차원수의 개수는 (전체 변수의 개수)에서 (기본 차원의 개수)를 뺀 값과 같습니다. 주어진 함수 $F(a, V, t, \nu, L) = 0$에서 변수는 5개이며, 기본 차원은 길이($L$), 시간($T$), 질량($M$) 또는 가속도, 속도, 시간의 조합으로 2개의 기본 차원(길이, 시간)으로 표현 가능하므로 $5 - 2 = 3$개가 됩니다.
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46. 공기의 속도 24m/s인 풍동 내에서 익현길이 1m, 익의 폭 5m인 날개에 작용하는 양력(N)은 얼마인가? (단, 공기의 밀도는 1.2 kg/m3, 양력계수는 0.455 이다.)

  1. 1572
  2. 786
  3. 393
  4. 91
(정답률: 50%)
  • 양력 공식은 유체의 밀도, 양력계수, 날개 면적 및 속도의 제곱에 비례하여 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $$F = \frac{1}{2} \rho V^2 S C_L$$
    ② [숫자 대입] $$F = \frac{1}{2} \times 1.2 \times 24^2 \times (1 \times 5) \times 0.455$$
    ③ [최종 결과] $$F = 786.24$$
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47. 수면의 차이가 H인 두 저수지 사이에 지름 d, 길이 ℓ인 관로가 연결되어 있을 때 관로에서의 평균 유속(V)을 나타내는 식은? (단, f는 관마찰계수이고, g는 중력가속도이며, K1, K2는 관입구와 출구에서의 부차적 손실계수이다.)

(정답률: 54%)
  • 베르누이 방정식에 따라 두 저수지의 수위 차 $H$는 관로의 마찰 손실과 입·출구의 부차적 손실의 합과 같습니다. 전체 손실 식은 $$H = (f \frac{\ell}{d} + K_1 + K_2) \frac{V^2}{2g}$$ 이며, 이를 평균 유속 $V$에 대해 정리하면 가 됩니다.
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48. 수평원관 속에 정상류의 층류흐름이 있을 때 전단응력에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 단면 전체에서 일정하다.
  2. 벽면에서 0이고 관 중심까지 선형적으로 증가한다.
  3. 관 중심에서 0이고 반지름 방향으로 선형적으로 증가한다.
  4. 관 중심에서 0이고 반지름 방향으로 중심으로부터 거리의 제곱에 비례하여 증가한다.
(정답률: 48%)
  • 수평 원관 내 층류 흐름에서 전단응력은 관 중심에서 최소값인 0을 가지며, 관 벽면으로 갈수록 반지름 방향에 따라 선형적으로 증가하는 분포를 보입니다.
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49. 프란틀의 혼합거리(mixing length)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 전단응력과 무관하다.
  2. 벽에서 0이다.
  3. 항상 일정하다.
  4. 층류 유동문제를 계산하는데 유용하다.
(정답률: 40%)
  • 프란틀의 혼합거리 개념은 난류 유동에서 유체 입자가 수직 방향으로 이동하여 혼합되는 거리를 의미하며, 벽면에서는 유체의 이동이 제한되므로 혼합거리가 0이 됩니다.
    오답 노트
    전단응력과 무관하다: 전단응력과 밀접한 관계가 있음
    항상 일정하다: 벽면 거리 등에 따라 변함
    층류 유동문제: 난류 유동 분석을 위한 개념임
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50. (x, y)평면에서의 유동함수(정상, 비압축성 유동)가 다음과 같이 정의된다면 x = 4m, y = 6m의 위치에서의 속도(m/s)는 얼마인ㄱ?

  1. 156
  2. 92
  3. 52
  4. 38
(정답률: 41%)
  • 유동함수 $\psi = 3x^{2}y - y^{3}$가 주어졌을 때, 속도 성분 $u = \frac{\partial \psi}{\partial y}$와 $v = -\frac{\partial \psi}{\partial x}$를 구하여 합성 속도 $V = \sqrt{u^{2} + v^{2}}$를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$u = 3x^{2} - 3y^{2}, v = -6xy \implies V = \sqrt{u^{2} + v^{2}}$$
    ② [숫자 대입] $$u = 3(4)^{2} - 3(6)^{2} = -60, v = -6(4)(6) = -144 \implies V = \sqrt{(-60)^{2} + (-144)^{2}}$$
    ③ [최종 결과] $$V = 156$$ m/s
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51. 체적이 30m3인 어느 기름의 무게가 247kN이었다면 비중은 얼마인가? (단, 물의 밀도는 1000kg/m3 이다.)

  1. 0.80
  2. 0.82
  3. 0.84
  4. 0.86
(정답률: 49%)
  • 비중은 어떤 물질의 비중량을 표준 물질(물)의 비중량으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $$s = \frac{\gamma}{\gamma_{w}} = \frac{W / V}{\rho_{w} g}$$
    ② [숫자 대입] $$s = \frac{247 \times 10^{3} / 30}{1000 \times 9.8}$$
    ③ [최종 결과] $$s = 0.84$$
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52. 3.6m3/min을 양수하는 펌프의 송출구의 안지름이 23cm일 때 평균 유속(m/s)은 얼마인가?

  1. 0.96
  2. 1.20
  3. 1.32
  4. 1.44
(정답률: 54%)
  • 유량 $Q$는 단면적 $A$와 평균 유속 $v$의 곱으로 나타내며, 이를 통해 유속을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$v = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$$
    ② [숫자 대입] $$v = \frac{3.6 \times 10^{-3} / 60}{\frac{\pi \times 0.23^{2}}{4}}$$
    ③ [최종 결과] $$v = 1.44$$ m/s
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53. 그림과 같이 원판 수문이 물속에 설치되어 있다. 그림 중 C는 압력의 중심이고, G는 원판의 도심이다. 원판의 지름을 d라 하면 작용점의 위치 η는?

(정답률: 51%)
  • 원형 수문의 압력 중심 $\eta$는 도심의 깊이 $\bar{y}$와 관성모멘트를 이용한 편심 거리의 합으로 결정됩니다. 원형 단면의 관성모멘트 $I = \frac{\pi d^{4}}{64}$와 면적 $A = \frac{\pi d^{2}}{4}$를 적용하면 편심 거리는 $\frac{I}{A\bar{y}} = \frac{d^{2}}{16\bar{y}}$가 됩니다. 따라서 작용점의 위치는 입니다.
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54. 국소 대기압이 1atm이라고 할 때, 다음 중 가장 높은 압력은?

  1. 0.13 atm(gage pressure)
  2. 115 kPa(absolute pressure)
  3. 1.1 atm(absolute pressure)
  4. 11 mH2O(absolute pressure)
(정답률: 47%)
  • 모든 압력을 비교하기 위해 기준이 되는 절대압력(absolute pressure)으로 통일하여 계산합니다. 대기압은 $1 \text{ atm} = 101.325 \text{ kPa} = 10.33 \text{ mH}_2\text{O}$ 임을 이용합니다.

    각 보기의 절대압력 환산 결과는 다음과 같습니다.
    1. $0.13 \text{ atm(gage)} \rightarrow 0.13 + 1 = 1.13 \text{ atm}$ 2. $115 \text{ kPa(absolute)} \rightarrow \frac{115}{101.325} \approx 1.135 \text{ atm}$ 3. $1.1 \text{ atm(absolute)} \rightarrow 1.1 \text{ atm}$ 4. $11 \text{ mH}_2\text{O(absolute)} \rightarrow \frac{11}{10.33} \approx 1.065 \text{ atm}$ 따라서 $115 \text{ kPa(absolute pressure)}$가 약 $1.135 \text{ atm}$으로 가장 높은 압력입니다.
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55. 그림과 같이 유리간 A, B 부분의 안지름은 각각 30cm, 10cm 이다. 이 관에 물을 흐르게 하였더니 A에 세운 관에는 물이 60cm, B에 세운 관에는 물이 30cm 올라갔다. A와 B 각 부분에서 물의 속도(m/s)는?

  1. VA = 2.73, VB = 24.5
  2. VA = 2.44, VB = 22.0
  3. VA = 0.542, VB = 4.88
  4. VA = 0.271, VB = 2.44
(정답률: 37%)
  • 베르누이 방정식과 연속 방정식($$A_A V_A = A_B V_B$$)을 이용하여 속도를 구합니다. 관의 지름비가 $
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56. 유체의 정의를 가장 올바르게 나타낸 것은?

  1. 아무리 작은 전단응력에도 저항할 수 없어 연속적으로 변형하는 물질
  2. 탄성계수가 0을 초과하는 물질
  3. 수직응력을 가해도 물체가 변하지 않는 물질
  4. 전단응력이 가해질 때 일정한 양의 변형이 유지되는 물질
(정답률: 56%)
  • 유체는 전단응력이 가해졌을 때 정지 상태를 유지하지 못하고 연속적으로 변형(흐름)하는 물질을 정의합니다.
    따라서 아무리 작은 전단응력에도 저항할 수 없어 연속적으로 변형하는 물질이 정답입니다.
    오답 노트
    - 탄성계수가 0을 초과하는 물질: 고체의 특성임
    - 수직응력을 가해도 변하지 않는 물질: 유체는 압축 가능하거나 변형됨
    - 일정한 양의 변형이 유지되는 물질: 탄성체의 특성임
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57. 해수의 비중은 1.025이다. 바닷물 속 10m 깊이에서 작업하는 해녀가 받는 계기압력(kPa)은 약 얼마인가?

  1. 94.5
  2. 100.5
  3. 105.6
  4. 112.7
(정답률: 53%)
  • 유체의 깊이에 따른 계기압력은 밀도, 중력가속도, 깊이의 곱으로 계산하며, 비중을 고려하여 보정합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \rho g h = S \times \rho_{water} g h$$
    ② [숫자 대입] $$P = 1.025 \times 1000 \times 9.8 \times 10$$
    ③ [최종 결과] $$P = 100450 \text{ Pa} = 100.5 \text{ kPa}$$
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58. 밀도 1.6 kg/m3인 기체가 흐르는 관에 설치한 피토 정압관(Pitot-static tube)의 두 단자 간 압력차가 4cmH2O 이었다면 기체의 속도(m/s)는 얼마인가?

  1. 7
  2. 14
  3. 22
  4. 28
(정답률: 37%)
  • 피토 정압관에서 유체의 속도는 압력차와 밀도의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $$V = \sqrt{\frac{2\Delta P}{\rho}}$$
    ② [숫자 대입] $$\Delta P = 4\text{ cmH}_2\text{O} = 4 \times 10^{-2} \times 9800 \text{ Pa}, \rho = 1.6 \text{ kg/m}^3$$
    ③ [최종 결과] $$V = \sqrt{\frac{2 \times 392}{1.6}} = 22.1 \text{ m/s}$$
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59. 비압축성 유체가 그림과 같이 단면적 A(x) = 1 – 0.04x[m2]로 변화하는 통로 내를 정상상태로 흐를 때 P점(x=0)에서의 가속도(m/s2)는 얼마인가? (단, P점에서의 속도는 2m/s, 단면적은 1m2이며, 각 단면에서 유속은 균일하다고 가정한다.)

  1. -0.08
  2. 0
  3. 0.08
  4. 0.16
(정답률: 23%)
  • 비압축성 유체의 정상 흐름에서 가속도는 유속의 공간적 변화율로 계산합니다. 연속 방정식 $V \cdot A = \text{constant}$를 이용하여 가속도 $a = V \frac{dV}{dx}$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $$a = -V^{2} \frac{1}{A} \frac{dA}{dx}$$
    ② [숫자 대입] $$a = -(2)^{2} \cdot \frac{1}{1} \cdot (-0.04)$$
    ③ [최종 결과] $$a = 0.16 \text{ m/s}^{2}$$
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60. 그림과 같은 두 개의 고정된 평판 사이에 얇은 관이 있다. 얇은 판 상부에는 점성계수가 0.05 N·s/m2인 유체가 있고 하부에는 점성계수가 0.1 N·s/m2인 유체가 있다. 이 판을 일정속도 0.5m/s로 끌 때, 끄는 힘이 최소가 되는 거리 y는? (단, 고정 평판사이의 폭은 h(m), 평판들 사이의 속도분포는 선형이라고 가정한다.)

  1. 0.293h
  2. 0.482h
  3. 0.586h
  4. 0.879h
(정답률: 32%)
  • 두 유체 층에서 발생하는 전단력의 합이 최소가 되는 지점을 찾는 문제입니다. 전체 힘 $F = \mu_{1} \frac{V}{h-y} + \mu_{2} \frac{V}{y}$가 최소가 되려면 $\frac{dF}{dy} = 0$이어야 하며, 이는 $\frac{\mu_{1}}{h-y} = \frac{\mu_{2}}{y}$ 일 때 성립합니다.
    ① [기본 공식] $$y = \frac{\mu_{2}}{\mu_{1} + \mu_{2}} h$$
    ② [숫자 대입] $$y = \frac{0.1}{0.05 + 0.1} h$$
    ③ [최종 결과] $$y = 0.667h$$
    ※ 제시된 정답 $0.586h$는 일반적인 선형 속도 분포 및 최소 힘 조건($\mu_{1}(h-y) = \mu_{2}y$)의 계산 결과와 상이하나, 요청하신 공식 지정 정답을 따릅니다.
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4과목: 유체기계 및 유압기기

61. 다음 수력기기 중 반동 수차에 해당하는 것은?

  1. 펠톤 수차, 프란시스 수차
  2. 프란시스 수차, 프로펠러 수차
  3. 카플란 수차, 펠톤 수차
  4. 펠톤 수차, 프로펠러 수차
(정답률: 60%)
  • 반동 수차는 물의 압력 에너지를 이용하여 회전하는 수차로, 대표적으로 프란시스 수차와 프로펠러 수차가 있습니다.
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62. 프란시스 수차에서 사용하는 흡출관에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흡출관은 회전차에서 나온 물이 가진 속도수두와 방수면 사이의 낙차를 유효하게 이용하기 위해 사용한다.
  2. 커비테이션을 일으키지 않기 위해서 흡출관의 높이는 일반적으로 7m 이하로 한다.
  3. 흡출관 입구의 속도가 빠를수록 흡출관의 효율은 커진다.
  4. 흡출관은 일반적으로 원심형, 무디형, 엘보형이 있고, 이 중 엘보형이 효율이 제일 높다.
(정답률: 58%)
  • 흡출관의 효율은 원심형이 가장 높으며, 엘보형은 효율이 가장 낮습니다.
    오답 노트
    엘보형이 효율이 제일 높다: 원심형이 가장 효율적임
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63. 수차 중 물의 송출 방향이 축방향이 아닌 것은?

  1. 펠톤 수차
  2. 프란시스 수차
  3. 사류 수차
  4. 프로펠러 수차
(정답률: 44%)
  • 펠톤 수차는 물의 제트가 날개차의 접선 방향으로 분사되어 회전시키는 충격 수차이므로, 물의 송출 방향이 축방향이 아닙니다.
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64. 송풍기를 특성곡선의 꼭짓점 이하 닫힘 상태점 근방에서 풍량을 조정할 때 풍압이 진동하고 풍량에 맥동이 일어나며, 격렬한 소음과 운전불능에 빠질 수 있게 되는 현상은?

  1. 서징 현상
  2. 선회 실속 현상
  3. 수격 현상
  4. 쵸킹 현상
(정답률: 51%)
  • 서징 현상은 송풍기의 운전점이 특성곡선의 불안정 영역에 있을 때 풍압의 진동과 풍량의 맥동이 발생하여 소음과 운전 불능이 일어나는 현상입니다.
    오답 노트
    수격 현상: 관로 내 유속의 급격한 변화로 압력파가 발생하는 현상
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65. 수차의 에너지 변화과정으로 옳은 것은?

  1. 위치 에너지 → 기계 에너지
  2. 기계 에너지 → 위치 에너지
  3. 열 에너지 → 기계 에너지
  4. 기계 에너지 → 열 에너지
(정답률: 73%)
  • 수차는 높은 곳에 있는 물의 위치에너지를 운동 및 압력에너지로 변환한 뒤, 최종적으로 회전력을 얻는 기계에너지로 바꾸는 장치입니다.
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66. 다음 중 기어펌프는 어느 형식의 펌프에 해당하는가?

  1. 축류펌프
  2. 원심펌프
  3. 왕복식펌프
  4. 회전펌프
(정답률: 61%)
  • 기어펌프와 베인펌프는 회전하는 부품을 통해 유체를 이송하는 대표적인 회전펌프 형식입니다.
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67. 토크컨버터에서 임펠러가 작동유에 준 토크를 Tp, 스테이터가 작동유에 준 토크를 Ts, 런너가 받는 토크를 Tt라고 할 때 이들의 관계를 바르게 표현한 것은?

  1. Tp = Ts + Tt
  2. Ts = Tp + Tt
  3. Tt = Tp + Ts
  4. Tt = Tp – Ts
(정답률: 56%)
  • 토크컨버터의 토크 평형 원리에 따라 런너가 받는 토크는 임펠러가 준 토크와 스테이터가 준 토크의 합과 같습니다.
    $$T_{t} = T_{p} + T_{s}$$
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68. 원심펌프 회전차 출구의 직경 450mm, 회전수 1200rpm, 유체의 유입각도(α1) 90°, 유체의 유출각도(β2) 25°, 유속은 12m/s일 때, 이론양정(m)은 얼마인가?

  1. 32.5
  2. 41.7
  3. 48.6
  4. 50.3
(정답률: 17%)
  • 유입각이 $90^{\circ}$이므로 입구 양정은 $0$이며, 이론양정은 원주속도와 유출 속도 성분을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$H = \frac{U_{2}(U_{2} - V_{2}\cos\beta_{2})}{g}$$
    ② [숫자 대입] $$U_{2} = \frac{3.14 \times 0.45 \times 1200}{60} = 28.26, \quad H = \frac{28.26 \times (28.26 - 12 \times \cos 25^{\circ})}{9.8}$$
    ③ [최종 결과] $$H = 50.3$$
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69. 진공펌프의 설치 목적에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 용기에 있는 공기 분자를 펌프를 통해 배기시키는 것. 즉, 용기내의 기체 밀도를 감소시키는 것이 펌프의 목적이다.
  2. 용기에 있는 물을 펌프를 통해 배기시키는 것. 즉, 용기내 유체의 체적을 감소시키는 것이 펌프의 목적이다.
  3. 용기에 있는 공기 분자를 펌프를 통해 흡입시키는 것. 즉, 용기내의 기체 밀도를 증가시키는 것이 펌프의 목적이고, 기체 밀도가 클수록 좋은 진공이라 할 수 있다.
  4. 용기에 있는 물을 펌프를 통해 배기시키는 것. 즉, 용기내 유체의 체적을 증가시키는 것이 펌프의 목적이다.
(정답률: 55%)
  • 진공펌프는 용기 내부의 기체 분자를 외부로 배기시켜 내부의 기체 밀도를 감소시킴으로써 대기압보다 낮은 저압 상태(진공)를 만드는 것이 목적입니다.
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70. 원심펌프의 원리와 구조에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 변곡된 다수의 깃(blade)이 달린 회전차가 밀폐된 케이싱 내에서 회전함으로써 발생하는 원심력의 작용에 따라 송수된다.
  2. 액체(주로 물)는 회전차의 중심에서 흡입되어 반지름 방향으로 흐른다.
  3. 와류실은와실에서 나온 물을 모아서 송출관쪽으로 보내는 스파이럴형의 동체이다.
  4. 와실은 송출되는 물의 압력에너지를 되도록 손실을 적게 하여 속도에너지를 변화하는 역할을 한다.
(정답률: 40%)
  • 와실(안내깃)의 핵심 역할은 회전차 출구에서 나오는 유체의 흐름을 감속시켜, 속도 에너지를 압력 에너지로 변환하는 것입니다. 단순히 속도 에너지를 변화시키는 것이 아니라 압력 에너지로의 변환이 핵심입니다.
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71. 일반적인 베인 펌프의 특징으로 적절하지 않은 것은?

  1. 부품수가 많다.
  2. 비교적 고장이 적고 보수가 용이하다.
  3. 펌프의 구동 동력에 비해 형상이 소형이다.
  4. 기어 펌프나 피스톤 펌프에 비해 토출 압력의 맥동이 크다.
(정답률: 56%)
  • 베인 펌프는 기어 펌프나 피스톤 펌프에 비해 토출 압력의 맥동이 매우 적은 것이 특징입니다. 따라서 토출 압력의 맥동이 크다는 설명은 옳지 않습니다.
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72. 어큐뮬레이터의 용도와 취급에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 누설유량을 보충해 주는 펌프 대용 역할을 한다.
  2. 어큐뮬레이터에 부속쇠 등을 용접하거나 가공, 구멍 뚫기 등을 해서는 안된다.
  3. 어큐뮬레이터를 운반, 결합, 분리 등을 할 때는 봉입가스를 유지하여야 한다.
  4. 유압 펌프에 발생하는 맥동을 흡수하여 이상 압력을 억제하여 진동이나 소음을 방지한다.
(정답률: 61%)
  • 어큐뮬레이터는 고압의 가스가 충전되어 있어 위험하므로, 운반, 결합, 분리 등의 작업 시에는 반드시 봉입가스를 완전히 제거하여 안전을 확보해야 합니다.
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73. 상시 개방형 밸브로 옳은 것은?

  1. 감압 밸브
  2. 무부하 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 카운터 밸런스 밸브
(정답률: 53%)
  • 감압 밸브는 회로의 일부 구간에서 압력을 낮추기 위해 평상시에 열려 있는 상시 개방형 밸브입니다.
    오답 노트
    릴리프 밸브: 평상시 닫혀 있다가 설정 압력 이상에서만 열리는 상시 밀폐형 밸브
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74. 유압유의 점도가 낮을 때 유압 장치에 미치는 영향으로 적절하지 않은 것은?

  1. 배관 저항 증대
  2. 유압유의 누설 증가
  3. 펌프의 용적 효율 저하
  4. 정확한 작동과 정밀한 제어의 곤란
(정답률: 62%)
  • 유압유의 점도가 낮아지면 유동성이 좋아져 배관 저항은 오히려 감소합니다.
    오답 노트
    유압유의 누설 증가, 펌프의 용적 효율 저하, 정확한 작동과 정밀한 제어의 곤란: 점도가 낮을 때 발생하는 대표적인 현상들입니다.
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75. 그림과 같은 유압기호가 나타내는 것은? (단, 그림의 기호는 간략 기호이며, 간략 기호에서 유로의 화살표는 압력의 보상을 나타낸다.)

  1. 가변 교축 밸브
  2. 무부하 릴리프 밸브
  3. 직렬형 유량조정 밸브
  4. 바이패스형 유량조정 밸브
(정답률: 60%)
  • 제시된 기호 는 유량의 일부를 탱크로 바이패스시키며 압력 보상 기능(화살표)과 가변 교축 기능이 포함된 바이패스형 유량조정 밸브를 나타냅니다.
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76. 실린더 입구의 분기 회로에 유량 제어 밸브를 설치하여 실린더 입구측의 불필요한 압유를 배출시켜 작동 효율을 증진시키는 회로는?

  1. 로킹 회로
  2. 증강 회로
  3. 동조 회로
  4. 블리드 오프 회로
(정답률: 67%)
  • 블리드 오프 회로는 액추에이터로 흐르는 유량의 일부를 탱크로 분기시켜 작동 속도를 조절하며, 실린더 입구의 분지회로에 유량제어밸브를 설치해 불필요한 압유를 배출함으로써 작동 효율을 증진시키는 회로입니다.
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77. 유압 회로에서 속도 제어 회로의 종류가 아닌 것은?

  1. 미터 인 회로
  2. 미터 아웃 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 최대 압력 제한 회로
(정답률: 73%)
  • 유압 속도 제어 회로는 유량의 흐름을 조절하는 미터 인, 미터 아웃, 블리드 오프 회로가 대표적입니다.
    오답 노트
    최대 압력 제한 회로: 속도 제어가 아닌 압력 제어 회로에 해당
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78. 기어펌프의 폐입 현상에 관한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 진동, 소음의 원인이 된다.
  2. 한 쌍의 이가 맞물려 회전할 경우 발생한다.
  3. 폐입 부분에서 팽창 시 고압이, 압축 시 진공이 형성된다.
  4. 방지책으로 릴리프 홈에 의한 방법이 있다.
(정답률: 61%)
  • 기어펌프의 폐입 현상 시, 팽창 부분에서는 진공이 형성되고 압축 부분에서는 고압이 형성됩니다.
    오답 노트
    폐입 부분에서 팽창 시 고압이, 압축 시 진공이 형성된다: 팽창 시 진공, 압축 시 고압이 정답
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79. 감압 밸브, 체크 밸브, 릴리프 밸브 등에서 밸브시트를 두드려 비교적 높은 음을 내는 일종의 자려진동 현상은?

  1. 컷인
  2. 점핑
  3. 채터링
  4. 디컴프레션
(정답률: 74%)
  • 채터링은 밸브 시트를 빠르게 타격하여 소음이 발생하는 일종의 자려진동 현상을 말합니다.
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80. 그림과 같은 단동실린더에서 피스톤에 F = 500N의 힘이 발생하면, 압력 P는 약 몇 kPa이 필요한가? (단, 실린더의 직경은 40mm이다.)

  1. 39.8
  2. 398
  3. 79.6
  4. 796
(정답률: 64%)
  • 압력은 힘을 단면적으로 나눈 값입니다. 실린더의 직경을 이용해 단면적을 구한 후 압력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $$P = \frac{F}{A} = \frac{F}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$$
    ② [숫자 대입] $$P = \frac{500}{\frac{\pi \times 0.04^{2}}{4}}$$
    ③ [최종 결과] $$P = 397.88 \text{ kPa} \approx 398 \text{ kPa}$$
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5과목: 건설기계일반 및 플랜트배관

81. 타이어식 기중기에서 전후, 좌우 방향에 안전성을 주어 기중 작업 시 전도되는 것을 방지해 주는 안전장치는?

  1. 아우트리거
  2. 종감속 장치
  3. 과권 경보장치
  4. 과부하 방지장치
(정답률: 63%)
  • 아우트리거는 기중 작업 시 지면에 지지대를 설치하여 전도를 방지하고, 타이어와 스프링에 가해지는 하중을 분산시켜 마모 및 파손을 막아주는 안전장치입니다.
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82. 일반적으로 지게차에서 사용하는 조향방식은?

  1. 전륜 조향방식
  2. 포크 조향방식
  3. 후륜 조향방식
  4. 마스트 조향방식
(정답률: 71%)
  • 지게차는 좁은 공간에서 회전 반경을 최소화하여 기동성을 높이기 위해 뒷바퀴를 조절하는 후륜 조향방식을 사용합니다.
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83. 스크레이퍼의 흙 운반량(m3/h)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 볼의 용량에 비례한다.
  2. 사이클 시간에 반비례한다.
  3. 흙(토량) 환산계수에 반비례한다.
  4. 스크레이퍼 작업 효율에 비례한다.
(정답률: 66%)
  • 스크레이퍼의 시간당 운반량은 볼 용량, 작업 효율, 토량 환산계수에 비례하고 사이클 시간(작업 시간)에 반비례합니다. 따라서 흙(토량) 환산계수에 반비례한다는 설명은 틀린 것입니다.
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84. 도로포장을 위한 다짐작업에 사용되는 건설기계는?

  1. 롤러
  2. 로더
  3. 지게차
  4. 덤프트럭
(정답률: 73%)
  • 롤러는 도로 포장 시 재료를 압축하여 밀도를 높이는 대표적인 다짐기계입니다.
    오답 노트
    로더: 적재기계
    지게차, 덤프트럭: 운반기계
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85. 아스팔트 피니셔에 대한 설명으로 적절하지 않은 것은?

  1. 혼합재료를 균일한 두께로 포장폭만큼 노면 위에 깔고 다듬는 건설기계이다.
  2. 주행방식에 따라 타이어식과 무한궤도식으로 분류할 수 있다.
  3. 피더는 혼합재료를 이동시키는 역할을 한다.
  4. 스크리드는 운반된 혼합재료(아스팔트)를 저장하는 용기이다.
(정답률: 59%)
  • 스크리드는 살포된 혼합재를 매끈하게 다듬질하는 장치이며, 운반된 혼합재료를 저장하는 용기는 호퍼입니다.
    오답 노트
    피더: 혼합재를 스크루로 보내는 역할
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86. 트랙터의 앞에 블레이드(배토판)을 설치한 것으로 송토, 굴토, 확토 작업을 하는 건설기계는?

  1. 굴삭기
  2. 지게차
  3. 도저
  4. 컨베이어
(정답률: 56%)
  • 도저는 트랙터 전면에 배토판(블레이드)을 장착하여 흙이나 암반을 깎아 밀어내는 송토, 굴토, 확토 작업을 수행하는 대표적인 토공용 건설기계입니다.
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87. 굴삭기를 주행 장치에 따라 구분하여 설명한 내용으로 적절하지 않은 것은?

  1. 주행 장치에 따라 무한궤도식과 타이어식으로 분류할 수 있다.
  2. 타이어식은 이동거리가 긴 작업장에서 작업능률이 좋다.
  3. 타이어식은 주행저항이 적으며 기동성이 좋다.
  4. 무한궤도식은 습지나 경사지에서의 작업이 곤란하다.
(정답률: 69%)
  • 무한궤도식 굴삭기는 타이어식에 비해 접지압이 작기 때문에, 오히려 연약지반과 같은 습지나 경사지에서 작업하기에 매우 용이합니다.
    오답 노트
    주행 장치에 따라 무한궤도식과 타이어식으로 분류: 옳은 설명
    타이어식은 이동거리가 긴 작업장에서 작업능률이 좋다: 옳은 설명
    타이어식은 주행저항이 적으며 기동성이 좋다: 옳은 설명
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88. 강재의 크기에 따라 담금질 효과가 달라지는 현상을 의미하는 용어는?

  1. 단류선
  2. 질량효과
  3. 잔류응력
  4. 노치효과
(정답률: 69%)
  • 질량효과란 강재의 크기(질량)가 커질수록 냉각 속도가 느려져 내부까지 담금질 효과가 충분히 전달되지 않아 경화도가 달라지는 현상을 말합니다.
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89. 모터 그레이더에서 사용하는 리닝 장치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 블레이드를 올리고 내리는 장치이다.
  2. 앞바퀴를 좌우로 경사시키는 장치이다.
  3. 기관의 가동시간을 기록하는 장치이다.
  4. 큰 견인력을 얻기 위해 저압 타이어를 사용하는 장치이다.
(정답률: 55%)
  • 리닝 장치는 모터 그레이더에서 앞바퀴를 좌우로 경사시켜 회전 반경을 작게 함으로써 선회를 용이하게 만드는 장치입니다.
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90. 열팽창에 의한 배관의 이동을 제한하는 레스트레인트의 종류가 아닌 것은?

  1. 앵커
  2. 스토퍼
  3. 가이드
  4. 파이프슈
(정답률: 54%)
  • 레스트레인트(Restraint)는 배관의 수평 이동을 제한하여 열팽창 시 배관의 변위를 제어하는 고정장치입니다.
    앵커, 스토퍼, 가이드는 모두 배관의 이동을 제한하는 레스트레인트의 종류에 해당하지만, 파이프슈는 배관의 하중을 지지하여 수직 이동을 제한하는 서포트(Support)의 일종입니다.
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91. 동력을 이용하여 나사를 절삭하는 동력나사 절삭기의 종류가 아닌 것은?

  1. 호브식
  2. 램식
  3. 오스터식
  4. 다이헤드식
(정답률: 61%)
  • 동력나사 절삭기는 호브식, 오스터식, 다이헤드식 등이 있습니다.
    오답 노트
    램식: 나사 절삭기가 아니라 관을 구부리는 관 벤딩용 기계입니다.
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92. 15℃인 강관 25m가 있다. 이 강관에 온수 60℃의 온수를 공급할 때 강관의 신축량은 몇 mm인가? (단, 강관의 열팽창 계수는 0.012 mm/m·℃ 이다.)

  1. 5.5
  2. 8.5
  3. 13.5
  4. 16.5
(정답률: 65%)
  • 온도 변화에 따른 강관의 선팽창량을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $$d = \alpha \times (t_2 - t_1) \times L$$
    ② [숫자 대입] $$d = 0.012 \times (60 - 15) \times 25$$
    ③ [최종 결과] $$d = 13.5$$ mm
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93. 관 공작용 기계가 아닌 것은?

  1. 로터리식 파이프 벤딩기
  2. 동력 나사 절삭기
  3. 파이프 렌치
  4. 기계톱
(정답률: 47%)
  • 관 공작용 기계는 동력을 이용하여 관을 가공하는 장치를 말합니다. 파이프 렌치는 사람이 직접 손으로 조작하는 수동 공구이므로 기계에 해당하지 않습니다.
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94. 주철관의 인장강도가 낮기 때문에 피해야 하는 관 이음방법은?

  1. 용접 이음
  2. 소켓 이음
  3. 플랜지 이음
  4. 기계식 이음
(정답률: 55%)
  • 주철은 탄소 함유량이 많아 취성이 크고 인장강도가 매우 낮습니다. 용접 이음은 고열을 가해 접합하는 방식으로, 주철의 특성상 용접 시 균열이 발생하기 쉽고 강도가 확보되지 않아 피해야 합니다.
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95. 배수배관의 구배에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 물 포켓이나 에어포켓이 만들어지는 요철배관의 시공은 하지 않도록 한다.
  2. 배수배관과 중력식 증기배관의 환수관은 일정한 구배로 관 말단까지 상향구배로 한다.
  3. 배수배관은 구배의 경사가 완만하면 유속이 떨어져 밀어내는 힘이 감소하여 고형물이 남게 된다.
  4. 배수배관은 구배를 급경사지게하면 물이 관 바닥을 급속히 흐르게 되므로 고형물을 부유시키지 않는다.
(정답률: 52%)
  • 배수배관과 중력식 증기배관의 환수관은 물이 원활하게 흐를 수 있도록 관 말단까지 반드시 하향구배로 시공해야 합니다.
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96. 부식의 외관상 분류 중 국부부식의 종류가 아닌 것은?

  1. 전면부식
  2. 입계부식
  3. 선택부식
  4. 극간부식
(정답률: 56%)
  • 전면부식은 금속 표면 전체가 균등하게 부식되는 균일부식의 일종으로, 특정 부위만 집중적으로 부식되는 국부부식과는 구분됩니다.
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97. 밸브를 나사봉에 의하여 파이프의 횡단면과 평행하게 개폐하는 것으로 슬루스 밸브라고 불리는 밸브는?

  1. 게이트 밸브
  2. 앵글 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 콕
(정답률: 68%)
  • 게이트 밸브는 밸브 디스크가 파이프의 횡단면과 평행하게 이동하며 개폐하는 구조로, 슬루스 밸브라고도 불립니다.
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98. 배수관 시공완료 후 각 기구의 접속부 기타 개구부를 밀폐하고, 배관의 최고부에서 물을 가득 넣어 누수 유무를 판정하는 시험은?

  1. 응력시험
  2. 통수시험
  3. 연기시험
  4. 만수시험
(정답률: 70%)
  • 배관의 최고부에서 물을 가득 채워 누수 여부를 판정하는 시험은 만수시험입니다.
    오답 노트
    통수시험: 물을 실제로 흘려보내며 누수를 점검하는 시험
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99. 탄소강관의 내면 또는 외면을 폴리에틸렌이나 경질 염화비닐로 피복하여 내구성과 내식성이 우수한 관은?

  1. 주철관
  2. 탄소강관
  3. 라이닝 강관
  4. 스테인리스강관
(정답률: 53%)
  • 라이닝은 침식이나 마모를 방지하기 위해 관의 내면 또는 외면에 안감을 덧대는 것을 의미하며, 탄소강관에 폴리에틸렌이나 경질 염화비닐을 피복한 라이닝 강관은 내구성과 내식성이 매우 우수합니다.
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100. 배관용 탄소강관의 설명으로 틀린 것은?

  1. 종류에는 흑관과 백관이 있다.
  2. 고압 배관용으로 주로 사용된다.
  3. 호칭지름은 6~600A까지가 있다.
  4. KS 규격 기호는 SPP이다.
(정답률: 50%)
  • 배관용 탄소강관(SPP)은 주로 저압 배관에 사용되는 일반 배관용 강관입니다.
    고압 배관용으로 주로 사용된다는 설명은 틀렸으며, 고압용으로는 별도의 고압 배관용 탄소강관(이음매 없는 킬드강 제조, $100\text{kgf/cm}^{2}$이상 사용)이 존재합니다.
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