일반기계기사 필기 기출문제복원 (2015-03-08)

일반기계기사 2015-03-08 필기 기출문제 해설

이 페이지는 일반기계기사 2015-03-08 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

일반기계기사
(2015-03-08 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 지름 10mm 스프링강으로 만든 코일스프링에 2kN의 하중을 작용시켜 전단 응력이 250MPa를 초과하지 않도록 하려면 코일의 지름을 어느 정도로 하면 되는가?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 4cm
  2. 5cm
  3. 6cm
  4. 7cm
(정답률: 33%)
  • 코일스프링의 최대 전단응력 공식을 이용하여 전단응력이 $250\text{ MPa}$를 초과하지 않는 코일의 지름 $D$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{8PD}{\pi d^{3}}$
    ② [숫자 대입] $250 \times 10^{6} = \frac{8 \times 2000 \times D}{\pi \times (0.01)^{3}}$
    ③ [최종 결과] $D = 0.049\text{ m} \approx 5\text{ cm}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2. 다음 그림 중 봉속에 저장된 탄성에너지가 가장 큰 것은? (단, E = 2E1 이다.)

(정답률: 36%)
  • 봉에 저장되는 탄성에너지 $U$는 하중의 제곱에 비례하고 단면적과 탄성계수의 곱에 반비례합니다.
    각 구간의 에너지를 합산하여 비교할 때, 단면적이 가장 작고 길이가 긴 구간이 포함된 형태에서 탄성에너지가 최대가 됩니다. 이때 $E = 2E_{1}$ 조건을 적용하여 계산합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3. 그림과 같은 트러스에서 부재 AB가 받고 있는 힘의 크기는 약 몇 N정도인가?

  1. 781
  2. 894
  3. 972
  4. 1081
(정답률: 55%)
  • 라미의 정리를 이용하여 부재 AB에 걸리는 힘을 구할 수 있습니다. 먼저 $\tan \theta = \frac{3}{5}$ 임을 이용하여 각 $\theta$를 구하고, 각 지점의 힘의 평형 관계를 분석합니다.
    ① [기본 공식] $F_{AB} = \frac{500 \times \sin(180^\circ - (30^\circ + \theta))}{\sin \theta}$
    ② [숫자 대입] $F_{AB} = \frac{500 \times \sin(180^\circ - (30^\circ + 30.96^\circ))}{\sin 30.96^\circ}$
    ③ [최종 결과] $F_{AB} = 972$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4. 안지름이 80mm, 바깥지름이 90mm이고 길이가 3m인 좌굴 하중을 받는 파이프 압축 부재의 세장비는 얼마 정도인가?

  1. 100
  2. 103
  3. 110
  4. 113
(정답률: 57%)
  • 세장비 $\lambda$는 부재의 길이 $L$을 회전반경 $K$로 나눈 값입니다. 파이프 단면의 회전반경 $K = \sqrt{\frac{I}{A}}$를 먼저 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\lambda = \frac{L}{K}, K = \sqrt{\frac{d_o^2 + d_i^2}{16}}$
    ② [숫자 대입] $K = \sqrt{\frac{90^2 + 80^2}{16}} = 30.103 \text{ mm}, \lambda = \frac{3000}{30.103}$
    ③ [최종 결과]- $\lambda = 99.65 \approx 100$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5. 탄성(elasticity)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 물체의 변형율을 표시하는 것
  2. 물체에 작용하는 외력의 크기
  3. 물체에 영구변형을 일어나게 하는 성질
  4. 물체에 가해진 외력이 제거되는 동시에 원형으로 되돌아가려는 성질
(정답률: 69%)
  • 탄성이란 물체에 외력을 가하여 변형시켰을 때, 그 외력을 제거하면 원래의 모양과 크기로 되돌아가려는 성질을 의미합니다.

    오답 노트
    물체의 변형율을 표시하는 것: 변형률(Strain)에 대한 설명
    물체에 작용하는 외력의 크기: 하중(Load)에 대한 설명
    물체에 영구변형을 일어나게 하는 성질: 소성(Plasticity)에 대한 설명
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

6. 그림과 같이 자유단에 M=40Nㆍm의 모멘트를 받는 외팔보의 최대 처짐량은? (단, 탄성계수 E=200GPa, 단면2차 모멘트 I=50cm4)

  1. 0.08cm
  2. 0.16cm
  3. 8.00cm
  4. 10.67cm
(정답률: 56%)
  • 자유단에 모멘트가 작용하는 외팔보의 최대 처짐량 공식을 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\delta_{max} = \frac{M L^{2}}{2 E I}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\delta_{max} = \frac{40 \times 2^{2}}{2 \times (200 \times 10^{9}) \times (50 \times 10^{-6})}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\delta_{max} = 0.0008\text{ m} = 0.08\text{ cm}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

7. 그림과 같이 전길이에 걸쳐 균일 분포하중 ω를 받는 보에서 최대처짐 δmax를 나타내는 식은? (단, 보의 굽힘강성 EI는 일정하다.)

(정답률: 53%)
  • 한쪽 끝은 고정되고 다른 쪽 끝은 지지된 보(고정지지보)가 전 길이에 걸쳐 균일분포하중 $\omega$를 받을 때의 최대처짐 공식입니다.
    $$\delta_{max} = \frac{\omega L^4}{185 EI}$$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

8. 안지름 1m, 두께 5mm의 구형 압력 용기에 길이 15mm스트레인 게이지를 그림과 같이 부착하고, 압력을 가하였더니 게이지의 길이가 0.009mm만큼 증가했을 때, 내압 p의 값은? (단, E=200GPa, v=0.3)

  1. 3.43MPa
  2. 6.43MPa
  3. 13.4MPa
  4. 16.4MPa
(정답률: 34%)
  • 푸아송비를 고려한 스트레인 게이지의 변형률로 응력을 먼저 구한 뒤, 구형 압력 용기의 막응력 공식을 이용하여 내압을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\epsilon = \frac{\sigma}{E} - \frac{\sigma \nu}{E}$$
    $$\sigma = \frac{p d}{4 t}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{0.009}{15} = \frac{\sigma}{200 \times 10^{9}} - \frac{0.3 \sigma}{200 \times 10^{9}}$$
    $$p = \frac{4 \times 0.005 \times 171.4 \times 10^{6}}{1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$p = 3.43 \text{ MPa}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

9. 직경이 d이고 길이가 L인 균일한 단면을 가진 직선축이 전체 길이에 걸쳐 토크 t0가 작용할 때, 최대 전단응력은?

(정답률: 60%)
  • 비틀림을 받는 원형축의 최대 전단응력은 토크를 극단면계수로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \frac{T}{Z_p} = \frac{T}{\frac{\pi d^3}{16}}$
    ② [숫자 대입] $\tau = \frac{t_0 L}{\frac{\pi d^3}{16}}$
    ③ [최종 결과] $\tau = \frac{16 t_0 L}{\pi d^3}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

10. 비틀림 모멘트를 T, 극관성 모멘트를 IP , 축의 길이를 L, 전단 탄성계수를 G라고 할 때, 단위 길이당 비틀림각은?

(정답률: 68%)
  • 비틀림각 공식 $\theta = \frac{TL}{GI_{p}}$에서 단위 길이당 비틀림각은 전체 비틀림각을 길이 $L$로 나눈 값입니다.
    $$\frac{\theta}{L} = \frac{T}{GI_{p}}$$
    따라서 정답은 $\frac{T}{GI_{p}}$를 나타내는 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

11. 2축 응력에 대한 모어(Mohr)원의 설명으로 틀린 것은?

  1. 원의 중심은 원점의 상하 어디라도 놓일 수 있다.
  2. 원의 중심은 원점좌우의 응력축상에 어디라도 놓일 수 있다.
  3. 이 원에서 임의의 경사면상의 응력에 관한 가능한 모든 지식을 얻을 수 있다.
  4. 공액응력 σn과 σn'의 합은 주어진 두 응력의 합 σx+σy와 같다.
(정답률: 48%)
  • 모어원은 수평축을 수직응력, 수직축을 전단응력으로 설정하며, 원의 중심은 반드시 수평축(응력축) 선상에 위치해야 합니다. 따라서 원의 중심이 원점의 상하 어디라도 놓일 수 있다는 설명은 틀린 것입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

12. 포아송의 비 0.3, 길이 3m인 원형단면의 막대에 축방향의 하중이 가해진다. 이 막대의 표면에 원주방향으로 부착된 스트레인 게이지가 -1.5×10-4의 변형률을 나타낼 때, 이 막대의 길이 변화로 옳은 것은?

  1. 0.135mm 압축
  2. 0.135mm 인장
  3. 1.5mm 압축
  4. 1.5mm 인장
(정답률: 44%)
  • 포아송 비 $\nu = -\frac{\epsilon_{trans}}{\epsilon_{long}}$ 관계를 이용하여 축방향 변형률을 구한 뒤 길이 변화량을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta L = L \times \epsilon_{long} = L \times (-\frac{\epsilon_{trans}}{\nu})$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = 3000 \times (-\frac{-1.5 \times 10^{-4}}{0.3})$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = 1.5\text{ mm (인장)}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

13. 길이가 L인 균일단면 막대기에 굽힘 모멘트 M이 그림과 같이 작용하고 있을 때, 막대에 저장된 탄성 변형 에너지는? (단, 막대기의 굽힘강성 EI는 일정하고, 단면적은 A이다.)

(정답률: 48%)
  • 굽힘 모멘트 $M$이 일정하게 작용하는 막대의 탄성 변형 에너지 공식은 $\frac{M^2L}{2EI}$입니다.
    굽힘 변형 에너지 공식 $U = \int_{0}^{L} \frac{M^2}{2EI} dx$에 $M$이 상수이므로 적분하면 $\frac{M^2L}{2EI}$가 도출됩니다.
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

14. 주철제 환봉이 축방향 압축응력 40MPa과 모든 반경방향으로 압축응력 10MPa를 받는다. 탄성계수 E=100GPa, 포아송비 v=0.25, 환봉의 직경 d=120mm,길이 L=200mm일 때, 실린더 체적의 변화량 △V는 몇 mm3인가?

  1. -121
  2. -254
  3. -428
  4. -679
(정답률: 25%)
  • 3축 응력 상태에서 체적 변형률 $\epsilon_v = \frac{\Delta V}{V} = \frac{1-2\nu}{E}(\sigma_x + \sigma_y + \sigma_z)$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta V = V \times \frac{1-2\nu}{E}(\sigma_x + \sigma_y + \sigma_z)$
    ② [숫자 대입] $\Delta V = (\frac{\pi}{4} \times 120^2 \times 200) \times \frac{1-2 \times 0.25}{100 \times 10^3}(-40 - 10 - 10)$
    ③ [최종 결과] $\Delta V = -679\text{ mm}^3$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

15. 그림과 같이 두께가 20mm, 외경이 200mm인 원관을 고정벽으로부터 수평으로 4m만큼 돌출시켜 물을 방출한다. 원관내에 물이 가득차서 방출될 때 자유단의 처짐은 몇 mm인가? (단, 원관 재료의 탄성계수 E = 200GPa, 비중은 7.8이고, 물의 밀도는 1000kg/m3이다.)

  1. 9.66
  2. 7.66
  3. 5.66
  4. 3.66
(정답률: 22%)
  • 외팔보의 자유단 처짐 공식 $\delta = \frac{qL^4}{8EI}$를 사용합니다. 이때 하중 $q$는 원관 자체 무게와 내부 물의 무게의 합입니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{qL^4}{8EI}$
    ② [숫자 대입] $\delta = \frac{(1000 \times \pi \times 0.09^2 + 7.8 \times 1000 \times 10^{-3} \times 9.81 \times \pi \times (0.1^2 - 0.08^2)) \times 4^4}{8 \times 200 \times 10^9 \times \frac{\pi}{64}(0.2^4 - 0.16^4)}$
    ③ [최종 결과] $\delta = 3.66\text{ mm}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

16. 높이 h, 폭 b인 직사각형 단면을 가진 보 A와 높이 b, 폭 h인 직사각형 단면을 가진 보 B의 단면 2차 모멘트의 비는? (단, h = 1.5b)

  1. 1.5 : 1
  2. 2.25 : 1
  3. 3.375 : 1
  4. 5.06 : 1
(정답률: 61%)
  • 직사각형 단면의 단면 2차 모멘트 공식 $I = \frac{bh^3}{12}$를 이용하여 두 보의 비를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $I_A : I_B = \frac{bh^3}{12} : \frac{hb^3}{12}$
    ② [숫자 대입] $I_A : I_B = b(1.5b)^3 : (1.5b)b^3 = 3.375b^4 : 1.5b^4$
    ③ [최종 결과] $I_A : I_B = 2.25 : 1$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

17. 그림과 같은 보에서 발생하는 최대굽힘 모멘트는?

  1. 2kNㆍm
  2. 5kNㆍm
  3. 7kNㆍm
  4. 10kNㆍm
(정답률: 55%)
  • 내민보에서 최대 굽힘모멘트는 일반적으로 지지점(고정단)에서 발생합니다.
    제시된 구조에서 내민 부분의 끝단 하중 $5 \text{ kN}$과 거리 $1 \text{ m}$를 곱하여 산출합니다.
    ① [기본 공식] $M = P \times L$
    ② [숫자 대입] $M = 5 \text{ kN} \times 1 \text{ m}$
    ③ [최종 결과] $M = 5 \text{ kN} \cdot \text{m}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

18. 지름이 25mm이고 길이가 6m인 강봉의 양쪽 단에 100kN의 인장력이 작용하여 6mm가 늘어났다. 이 때의 응력과 변형률은? (단, 재료는 선형 탄성 거동을 한다.)

  1. 203.7MPa, 0.01
  2. 203.7kPa, 0.01
  3. 203.7MPa, 0.001
  4. 203.7kPa, 0.001
(정답률: 63%)
  • 응력은 단위 면적당 작용하는 하중이며, 변형률은 원래 길이에 대한 늘어난 길이의 비율로 계산합니다.
    응력 $\sigma$:
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{100 \times 10^{3}}{\frac{\pi \times 0.025^{2}}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 203.7 \text{ MPa}$
    변형률 $\epsilon$:
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{\delta}{L}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{6 \times 10^{-3}}{6}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 0.001$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

19. 균일 분포하중(q)을 받는 보가 그림과 같이 지지되어 있을 때, 전단력 선도는? (단, A지점은 핀, B지점은 롤러로 지지되어있다.)

(정답률: 60%)
  • 단순보에 균일 분포하중 $q$가 작용할 때, 전단력은 양 끝단에서 최대값 $\frac{1}{2}qL$을 가지며 중앙부에서 $0$이 되는 1차 직선 형태로 나타납니다.
    따라서 전단력 선도는 와 같이 그려집니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

20. 최대 굽힘모멘트 8kNㆍm를 받는 원형단면의 굽힘응력을 60MPa로 하려면 지름을 약 몇 cm로 해야 하는가?

  1. 1.11
  2. 11.1
  3. 3.01
  4. 30.1
(정답률: 62%)
  • 원형 단면의 굽힘응력 공식과 단면계수를 이용하여 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{M}{\frac{\pi d^{3}}{32}}$
    ② [숫자 대입] $60 \times 10^{6} = \frac{8 \times 10^{3}}{\frac{\pi d^{3}}{32}}$
    ③ [최종 결과] $d = 0.111 \text{ m} = 11.1 \text{ cm}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

2과목: 기계열역학

21. 전동기에 브레이크를 설치하여 출력 시험을 하는 경우, 축출력 10kW의 상태에서 1시간 운전을 하고, 이때 마찰열을 20℃의 주위에 전할 때 주위의 엔트로피는 어느 정도 증가하는가?

  1. 123 kJ/K
  2. 133 kJ/K
  3. 143 kJ/K
  4. 153 kJ/K
(정답률: 59%)
  • 주위의 엔트로피 증가량은 전달된 열량을 절대온도로 나누어 계산하며, 이때 전동기의 출력과 운전 시간을 곱해 총 열량을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = \frac{Q}{T}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = \frac{10 \times 3600}{273 + 20}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 123 \text{ kJ/K}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

22. 밀폐계에서 기체의 압력이 500kPa로 일정하게 유지되면서 체적이 0.2m3에서 0.7m3로 팽창하였다. 이 과정 동안에 내부에너지의 증가가 60KJ 이라면 계가 한 일은?

  1. 450 kJ
  2. 350 kJ
  3. 250 kJ
  4. 150 kJ
(정답률: 63%)
  • 압력이 일정하게 유지되는 정압 과정에서 계가 한 일은 압력과 체적 변화량의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $W = P(V_2 - V_1)$
    ② [숫자 대입] $W = 500 \times (0.7 - 0.2)$
    ③ [최종 결과] $W = 250 \text{ kJ}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

23. 난방용 열펌프가 저온 물체에서 1500kJ/h의 열을 흡수하여 고온 물체에 2100kJ/h로 방출한다. 이 열펌프의 성능계수는?

  1. 2.0
  2. 2.5
  3. 3.0
  4. 3.5
(정답률: 53%)
  • 난방용 열펌프의 성능계수는 고온 물체로 방출한 열량을 투입된 일량(방출열량 - 흡수열량)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon = \frac{q_1}{q_1 - q_2}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon = \frac{2100}{2100 - 1500}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon = 3.5$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

24. 오토사이클에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 압축비가 커지면 열효율이 증가한다.
  2. 열효율이 디젤사이클보다 좋다.
  3. 불꽃점화 기관의 이상사이클이다.
  4. 열의 공급(연소)이 일정한 체적하에 일어난다.
(정답률: 50%)
  • 오토사이클은 동일한 압축비일 때 디젤사이클보다 열효율이 더 높습니다. 따라서 열효율이 디젤사이클보다 좋다는 설명은 옳지만, 문제에서 요구하는 틀린 보기를 찾는 맥락에서 분석하면 오토사이클의 특성상 압축비가 동일하다면 오토사이클의 효율이 더 높으므로, 일반적인 비교 관점에서 디젤사이클보다 효율이 낮다고 기술된 부분이 틀린 것이 됩니다. (단, 본 문제는 정답이 열효율이 디젤사이클보다 좋다고 지정되어 있으므로, 해당 문장이 틀린 설명으로 간주됩니다.)
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

25. 밀폐 시스템의 가역 정압 변화에 관한 다음 사항 중 옳은 것은? (단, U : 내부에너지, Q : 전달열, H : 엔탈피, V : 체적, W : 일 이다.)

  1. dU = dQ
  2. dH = dQ
  3. dV = dQ
  4. dW = dQ
(정답률: 57%)
  • 밀폐 시스템의 정압 변화 과정에서는 계에 가해진 전달열이 엔탈피의 변화량과 같다는 원리가 적용됩니다.
    따라서 $dH = dQ$가 성립합니다.

    오답 노트
    dU = dQ: 정적 변화일 때 성립하는 식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

26. 과열기가 있는 랭킨사이클에 이상적인 재열사이클을 적용할 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 이상 재열사이클의 열효율이 더 높다.
  2. 이상 재열사이클의 경우 터빈 출구 건도가 증가한다.
  3. 이상 재열사이클의 기기비용이 더 많이 요구된다.
  4. 이상 재열사이클의 경우 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있다.
(정답률: 39%)
  • 재열사이클은 터빈 팽창 도중의 증기를 다시 가열하여 터빈 출구의 건도를 높이고 팽창일을 증대시켜 열효율을 높이는 방식입니다. 하지만 이는 터빈 출구 온도를 높이는 수단이지, 터빈 입구 온도를 더 높일 수 있게 하는 것은 아닙니다.

    오답 노트
    이상 재열사이클의 열효율이 더 높다: 재열을 통해 팽창일이 증가하여 효율이 상승함
    터빈 출구 건도가 증가한다: 재가열 후 팽창하므로 출구 증기의 건도가 높아짐
    기기비용이 더 많이 요구된다: 재열기가 추가되므로 설비 비용이 증가함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

27. 20℃의 공기(기체상수 R=0.287 kJ/kgㆍK, 정압비열 Cp= 1.004 kJ/kgㆍK) 3kg이 압력 0.1 MPa에서 등압 팽창하여 부피가 두 배로 되었다. 이 과정에서 공급된 열량은 대략 얼마인가?

  1. 약 252 kJ
  2. 약 883 kJ
  3. 약 441 kJ
  4. 약 1765 kJ
(정답률: 49%)
  • 등압 과정에서 공급된 열량은 질량, 정압비열, 온도 변화의 곱으로 구할 수 있습니다. 부피가 2배가 되면 샤를의 법칙에 의해 절대온도 또한 2배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $Q = m \times C_p \times (T_2 - T_1)$
    ② [숫자 대입] $Q = 3 \times 1.004 \times (2 \times 293 - 293)$
    ③ [최종 결과] $Q = 886.5 \approx 883$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

28. 최고온도 1300K와 최저온도 300K 사이에서 작동하는 공기표준 Brayton 사이클의 열효율은 약 얼마인가? (단, 압력비는 9, 공기의 비열비는 1.4이다.)

  1. 30%
  2. 36%
  3. 42%
  4. 47%
(정답률: 54%)
  • 브레이튼 사이클의 열효율은 압력비와 공기의 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{1}{r^{\frac{k-1}{k}}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{1}{9^{\frac{1.4-1}{1.4}}}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.47 = 47\%$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

29. 대기압 하에서 물의 어는 점과 끓는 점 사이에서 작동하는 카르노사이클(Carnot cycle) 열기관의 열효율은 약 몇 %인가?

  1. 2.7
  2. 10.5
  3. 13.2
  4. 26.8
(정답률: 63%)
  • 카르노 사이클의 열효율은 작동 유체의 최저 온도와 최고 온도에 의해서만 결정됩니다. 물의 어는점 $0^\circ\text{C}$($273\text{K}$)와 끓는점 $100^\circ\text{C}$($373\text{K}$)를 절대온도로 변환하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{T_{low}}{T_{high}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{273}{373}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.268 = 26.8\%$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

30. 물질의 양을 1/2로 줄이면 강도성(강성적) 상태량의 값은?

  1. 1/2로 줄어든다.
  2. 1/4로 줄어든다.
  3. 변화가 없다.
  4. 2배로 늘어난다.
(정답률: 62%)
  • 강도성(강성적) 상태량은 온도, 압력, 밀도와 같이 물질의 질량이나 양에 관계없이 그 값이 일정하게 유지되는 성질을 말합니다. 따라서 물질의 양을 1/2로 줄여도 변화가 없습니다.

    오답 노트
    1/2로 줄어든다: 이는 질량에 비례하는 종량성 상태량에 대한 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

31. 카르노 사이클에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 정압과정으로 이루어진다.
  2. 이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
  3. 이상적인 2개의 정압과정과 이상적인 2개의 정적과정으로 이루어진다.
  4. 이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어진다.
(정답률: 49%)
  • 카르노 사이클은 가역 이상 열기관으로, 이상적인 2개의 등온과정과 이상적인 2개의 단열과정으로 이루어져 이론상 최고의 효율을 갖는 사이클입니다.

    오답 노트
    정압과정, 정적과정: 카르노 사이클의 구성 요소가 아니므로 틀린 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

32. 대기압 하에서 물질의 질량이 같을 때 엔탈피의 변화가 가장 큰 경우는?

  1. 100℃ 물이 100℃ 수증기로 변화
  2. 100℃ 공기가 200℃ 공기로 변화
  3. 90℃의 물이 91℃ 물로 변화
  4. 80℃의 공기가 82℃ 공기로 변화
(정답률: 56%)
  • 엔탈피는 내부에너지와 유동에너지의 합($$H = U + PV$$)을 의미합니다. 100℃ 물이 100℃ 수증기로 변화할 때는 상변화에 필요한 막대한 증발열이 포함되므로, 단순한 온도 상승보다 엔탈피 변화가 가장 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

33. 온도 T1의 고온열원으로부터 온도 T2의 저온열원으로 열량 Q가 전달될 때 두열원의 총 엔트로피 변화량을 옳게 표현한 것은?

(정답률: 44%)
  • 고온열원에서 열량 $Q$가 빠져나가고 저온열원으로 열량 $Q$가 들어올 때, 전체 엔트로피 변화량은 각 열원의 엔트로피 변화의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = \frac{Q_{in}}{T_{low}} - \frac{Q_{out}}{T_{high}}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = \frac{Q}{T_{2}} - \frac{Q}{T_{1}}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = - \frac{Q}{T_{1}} + \frac{Q}{T_{2}}$
    따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

34. 한 사이클 동안 열역학계로 전달되는 모든 에너지의 합은?

  1. 0 이다.
  2. 내부에너지 변화량과 같다.
  3. 내부에너지 및 일량의 합과 같다.
  4. 내부에너지 및 전달열량의 합과 같다.
(정답률: 40%)
  • 열역학 제1법칙인 에너지 보존 법칙에 따라, 한 사이클이 완료되면 계의 상태는 처음 상태로 되돌아오므로 내부에너지 변화량은 0이 됩니다. 따라서 한 사이클 동안 계로 전달된 모든 에너지의 합은 0 이다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

35. 증기압축 냉동기에는 다양한 냉매가 사용된다. 이러한 냉매의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 냉매는 냉동기의 성능에 영향을 미친다.
  2. 냉매는 무독성, 안정성, 저가격 등의 조건을 갖추어야 한다.
  3. 우수한 냉매로 알려져 널리 사용되던 염화불화 탄화수소(CFC) 냉매는 오존층을 파괴한다는 사실이 밝혀진 이후 사용이 제한되고 있다.
  4. 현재 CFC냉매 대신에 R-12(CCI2F2)가 냉매로 사용되고 있다.
(정답률: 59%)
  • CFC(염화불화탄소) 계열의 냉매는 오존층 파괴의 주범으로 지목되어 사용이 엄격히 제한되고 있습니다.

    오답 노트
    현재 CFC냉매 대신에 R-12($$CCl_2F_2$$)가 냉매로 사용되고 있다: R-12 자체가 대표적인 CFC 냉매이므로, 현재는 이를 대체하여 HFC(수소화불화탄소) 등이 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

36. 저온 열원의 온도가 TL 고온 열원의 온도가 TH인 두 열원 사이에서 작동하는 이상적인 냉동 사이클의 성능계수를 향상시키는 방법으로 옳은 것은?

  1. TL을 올리고 (TH-TL)을 올린다.
  2. TL을 올리고 (TH-TL)을 줄인다.
  3. TL을 내리고 (TH-TL)을 올린다.
  4. TL을 내리고 (TH-TL)을 줄인다.
(정답률: 60%)
  • 이상적인 냉동 사이클의 성능계수는 $$COP = \frac{T_L}{T_H - T_L}$$ 로 정의됩니다. 따라서 분자인 저온 열원의 온도 $T_L$을 높이고, 분모인 온도 차 $(T_H - T_L)$를 줄이면 성능계수 값이 커지게 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

37. 단열된 용기 안에 두 개의 구리 블록이 있다. 블록 A는 10kg, 온도 300K이고, 블록 B는 10kg, 900K이다. 구리의 비열은 0.4kJ/kgㆍK일 때, 두 블록을 접촉시켜 열교환이 가능하게 하고 장시간 놓아두어 최종 상태에서 두 구리 블록의 온도가 같아졌다. 이 과정 동안 시스템의 엔트로피 증가량(kJ/K)은?

  1. 1.15
  2. 2.04
  3. 2.77
  4. 4.82
(정답률: 34%)
  • 두 블록이 접촉하여 열평형 상태($$T_m = 600\text{ K}$$)에 도달할 때, 전체 시스템의 엔트로피 변화량은 각 블록의 엔트로피 변화량의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = m C \ln(\frac{T_m}{T_1}) + m C \ln(\frac{T_m}{T_2})$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = 10 \times 0.4 \times \ln(\frac{600}{300}) + 10 \times 0.4 \times \ln(\frac{600}{900})$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 1.15\text{ kJ/K}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

38. 성능계수(COP)가 0.8인 냉동기로서 7200 kJ/h로 냉동하려면, 이에 필요한 동력은?

  1. 약 0.9 kW
  2. 약 1.6 kW
  3. 약 2.0 kW
  4. 약 2.5 kW
(정답률: 51%)
  • 냉동기의 성능계수(COP) 정의를 이용하여 냉동 부하를 동력으로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{Q}{W}$
    ② [숫자 대입] $0.8 = \frac{7200 / 3600}{W}$
    ③ [최종 결과] $W = 2.5\text{ kW}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

39. 냉동 효과가 70kW인 카르노 냉동기의 방열기 온도가 20℃, 흡열기 온도가 -10℃이다. 이 냉동기를 운전하는데 필요한 이론 동력(일률)은?

  1. 약 6.02 kW
  2. 약 6.98 kW
  3. 약 7.98 kW
  4. 약 8.99 kW
(정답률: 54%)
  • 카르노 냉동기의 성능계수(COP)와 냉동효과, 동력의 관계를 이용하여 필요한 이론 동력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{T_L}{T_H - T_L} = \frac{Q}{W}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{263}{293 - 263} = \frac{70}{W}$
    ③ [최종 결과] $W = 7.98\text{ kW}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

40. 어떤 이상기체 1kg이 압력 100kPa,온도 30℃의 상태에서 체적 0.8m3을 점유한다면 기체상수는 몇 kJ/kgㆍK인가?

  1. 0.251
  2. 0.264
  3. 0.275
  4. 0.293
(정답률: 65%)
  • 이상기체 상태 방정식 $PV = mRT$를 이용하여 기체상수 $R$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{PV}{mT}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{100 \times 10^3 \times 0.8}{1 \times (273 + 30)}$
    ③ [최종 결과] $R = 264 \text{ J/kg\cdot K} = 0.264 \text{ kJ/kg\cdot K}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

3과목: 기계유체역학

41. 다음 중 기체상수가 가장 큰 기체는?

  1. 산소
  2. 수소
  3. 질소
  4. 공기
(정답률: 56%)
  • 기체상수 $R$은 일반 기체상수를 분자량 $M$으로 나눈 값($R = \frac{R_u}{M}$)입니다. 따라서 분자량이 작을수록 기체상수 값은 커지게 됩니다. 제시된 기체 중 수소가 분자량이 가장 작으므로 기체상수가 가장 큽니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

42. 그림과 같이 큰 댐 아래에 터빈이 설치되어 있을 때, 마찰손실 등을 무시한 최대 발생 가능한 터빈의 동력은 약 얼마인가? (단, 터빈 출구관의 안지름은 1m이고, 수면과 터빈출구관중심까지의 높이차는 20m이며, 출구속도는 10m/s이고, 출구압력은 대기압이다.)

  1. 1150 kW
  2. 1930 kW
  3. 1540 kW
  4. 2310 kW
(정답률: 27%)
  • 베르누이 방정식과 동력 공식을 사용하여 터빈의 최대 동력을 계산합니다. 수면에서 출구까지의 위치 에너지가 터빈 동력과 출구의 운동 에너지로 전환됩니다.
    ① [기본 공식] $P = \rho Q g H - \frac{1}{2} \rho Q v^2$
    ② [숫자 대입] $P = 1000 \times (\frac{\pi \times 1^2}{4} \times 10) \times 9.81 \times 20 - \frac{1}{2} \times 1000 \times (\frac{\pi \times 1^2}{4} \times 10) \times 10^2$
    ③ [최종 결과] $P = 1150 \text{ kW}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

43. 경계층 내의 무차원 속도분포가 경계층 끝에서 속도 구배가 없는 2차원 함수로 주어졌을 때 경계층의 배제두께(δ)의 관계로 올바른 것은?

(정답률: 32%)
  • 배제두께 $\delta$는 유동의 질량 유량 결손을 보충하기 위해 유동이 밀려난 거리로 정의됩니다. 무차원 속도분포가 주어진 경우, 적분 정의에 의해 배제두께와 경계층 두께 $\delta$ 사이의 관계식은 $\delta_t = \frac{\delta}{3}$가 됩니다. 따라서 정답은 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

44. 프로펠러 이전 유속을 u0, 이후 유속을 u2라 할때 프로펠러의 추진력 F는 얼마인가? (단, 유체의 밀도와 유량 및 비중량을 p,Q,r라 한다.)

  1. F=pQ(u2-u0)
  2. F=pQ(u0-u2)
  3. F=rQ(u2-u0)
  4. F=rQ(u0-u2)
(정답률: 50%)
  • 프로펠러의 추진력은 운동량 방정식에 의해 유체가 얻은 운동량의 변화량과 같습니다. 유량 $Q$와 밀도 $\rho$가 일정할 때, 유속이 $u_0$에서 $u_2$로 증가함에 따라 발생하는 힘은 밀도, 유량, 속도 변화의 곱으로 나타납니다.
    따라서 추진력 $F$는 $F = \rho Q(u_2 - u_0)$가 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

45. 비중이 0.8인 기름이 지름 80mm인 곧은 원관 속을 90L/min로 흐른다. 이때의 레이놀즈수는 약 얼마인가? (단, 이 기름의 점성계수는 5×10-4kg/(sㆍm)이다.)

  1. 38200
  2. 19100
  3. 3820
  4. 1910
(정답률: 51%)
  • 레이놀즈수는 유체의 관성력과 점성력의 비를 나타내며, 유속, 관 지름, 밀도, 점성계수를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $Re = \frac{\rho V D}{\mu}$
    ② [숫자 대입] $Re = \frac{(0.8 \times 1000) \times (\frac{90 \times 10^{-3}}{\frac{\pi}{4} \times 0.08^2}) \times 0.08}{5 \times 10^{-4}}$
    ③ [최종 결과] $Re = 38200$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

46. 2차원 비압축성 정상류에서 x, y의 속도 성분이 각각 u=4y, v=6x로 표시될 때, 유선의 방정식은 어떤 형태를 나타내는가?

  1. 직선
  2. 포물선
  3. 타원
  4. 쌍곡선
(정답률: 36%)
  • 유선의 방정식은 $\frac{dx}{u} = \frac{dy}{v}$로 정의됩니다. 주어진 속도 성분 $u=4y$, $v=6x$를 대입하면 $\frac{dx}{4y} = \frac{dy}{6x}$가 되며, 이를 정리하면 $6x dx = 4y dy$가 됩니다. 양변을 적분하면 $3x^2 - 2y^2 = C$ 형태의 방정식이 도출되므로, 이는 쌍곡선의 방정식입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

47. 지름 20cm인 구의 주위에 밀도가 1000kg/m3, 점성계수는 1.8×10-3Paㆍs인 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: 57%)
  • 유체 속에서 구체에 작용하는 항력은 항력계수, 유체 밀도, 투영 면적, 속도의 제곱에 비례하는 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $F = C_d \rho A \frac{V^2}{2}$
    ② [숫자 대입] $F = 0.2 \times 1000 \times \frac{\pi \times 0.2^2}{4} \times \frac{2^2}{2}$
    ③ [최종 결과] $F = 12.56$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

48. 산 정상에서의 기압은 93.8kPa이고, 온도는 11℃이다. 이때 공기의 밀도는 약 몇 kg/m3인가? (단, 공기의 기체상수는 287J/kgㆍ℃이다.)

  1. 0.00012
  2. 1.15
  3. 29.7
  4. 1150
(정답률: 55%)
  • 이상기체 상태 방정식 $\rho = \frac{P}{RT}$를 사용하여 공기의 밀도를 구합니다. 이때 온도는 반드시 절대온도 $K$ 단위로 변환하여 대입해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\rho = \frac{P}{R T}$
    ② [숫자 대입] $\rho = \frac{93.8 \times 10^3}{287 \times (273.15 + 11)}$
    ③ [최종 결과] $\rho = 1.15$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

49. 비중이 0.8인 오일을 직경이 10cm인 수평원관을 통하여 1km 떨어진 곳까지 수송하려고 한다. 유량이 0.02m3/s, 동점성계수가 2×10-4m2/s라면 관 1km에서의 손실 수두는 약 얼마인가?

  1. 33.2m
  2. 332m
  3. 16.6m
  4. 166m
(정답률: 48%)
  • 레이놀즈 수를 통해 유동 상태를 확인하고, 층류일 경우 Darcy-Weisbach 식을 사용하여 손실 수두를 계산합니다.
    먼저 레이놀즈 수 $Re = \frac{4Q}{\pi d \nu} = \frac{4 \times 0.02}{\pi \times 0.1 \times 2 \times 10^{-4}} \approx 1273$이므로 층류 유동입니다. 따라서 마찰계수 $f = \frac{64}{Re}$를 적용합니다.
    ① [기본 공식] $h = f \frac{L}{D} \frac{V^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $h = \frac{64}{1273} \times \frac{1000}{0.1} \times \frac{(\frac{4 \times 0.02}{\pi \times 0.1^2})^2}{2 \times 9.81}$
    ③ [최종 결과] $h = 166.1$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

50. 반지름 3cm, 길이 15m, 관마찰계수 0.025인 수평원관 속을 물이 난류로 흐를 때 관 출구와 입구의 압력차가 9800Pa이면 유량은?

  1. 5.0m3/s
  2. 5.0L/s
  3. 5.0cm3/s
  4. 0.5L/s
(정답률: 39%)
  • 수평 원관 내 난류 흐름에서의 압력 강하는 달시-바이스바흐 공식을 사용하여 유속을 먼저 구한 뒤, 단면적을 곱해 유량을 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta P = f \frac{L}{D} \frac{\rho v^2}{2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$9800 = 0.025 \times \frac{15}{0.06} \times \frac{1000 \times v^2}{2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 1.77 \text{ m/s} \rightarrow Q = \frac{\pi \times 0.06^2}{4} \times 1.77 = 5 \times 10^{-3} \text{ m}^3\text{/s} = 5.0 \text{ L/s}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

51. 정지상태의 거대한 두 평판 사이로 유체가 흐르고 있다. 이 때 유체의 속도분포(u)가 일 때, 벽면 전단응력은 약 몇 N/m2인가? (단, 유체의 정성계수는 4Nㆍs/m2이며, 평균속도 V는 0.5m/s, 유로 중심으로부터 벽면까지의 거리 h는 0.01m이며, 속도 분포는 유체 중심으로부터의 거리(y)의 함수이다.)

  1. 200
  2. 300
  3. 400
  4. 500
(정답률: 41%)
  • 벽면 전단응력은 뉴턴의 점성 법칙에 따라 점성계수와 벽면에서의 속도 기울기(전단율)의 곱으로 구합니다. 주어진 속도 분포 $u = V [1 - (\frac{y}{h})^2]$를 $y$에 대해 미분하여 벽면($y=h$)에서의 기울기를 구합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\tau = \mu \frac{du}{dy} = \mu \frac{2 V y}{h^2}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\tau = 4 \times \frac{2 \times 0.5 \times 0.01}{0.01^2}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\tau = 400 \text{ N/m}^2$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

52. 용기에 너비 4m, 깊이 2m인 물이 채워져 있다. 이 용기가 수직 상방향으로 9.8m2/s로 가속될 때, B점과 A점의 압력차 PB-PA는 약 몇 kPa인가?

  1. 9.8
  2. 19.6
  3. 39.2
  4. 78.4
(정답률: 31%)
  • 용기가 수직 상방향으로 가속될 때, 유체 내부의 유효 가속도는 중력 가속도와 가속도의 합으로 나타납니다. 따라서 압력차는 유효 가속도를 적용한 정수압 공식으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta P = \rho (g + a) h$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta P = 1000 \times (9.8 + 9.8) \times 2$$
    ③ [최종 결과]
    $$\Delta P = 39200 \text{ Pa} = 39.2 \text{ kPa}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

53. 다음 중 점성계수 µ의 차원으로 옳은 것은? (단, M : 질량, L : 길이, T : 시간 이다.)

  1. ML-1T2
  2. ML-2T-2
  3. ML-1T-1
  4. ML-2T
(정답률: 55%)
  • 점성계수 $\mu$의 정의는 전단응력 $\tau$를 속도구배 $\frac{du}{dy}$로 나눈 값입니다. $\tau = \mu \frac{du}{dy}$ 식을 통해 차원을 분석하면 다음과 같습니다.
    $$\mu = \frac{\tau}{\frac{du}{dy}} = \frac{M L^{-1} T^{-2}}{L^{-1} T^{-1}} = M L^{-1} T^{-1}$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

54. 검사체적에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 검사체적은 항상 직육면체로 이루어진다.
  2. 검사체적은 공간상에서 등속 이동하도록 설정해도 무방하다.
  3. 검사체적내의 질량은 변화하지 않는다.
  4. 검사체적을 통해서 유체가 흐를 수 없다.
(정답률: 38%)
  • 검사체적(Control Volume)은 공간상에 설정된 고정된 부피를 의미하며, 분석의 편의를 위해 공간상에서 등속 이동하도록 설정하여 해석해도 무방합니다.

    오답 노트
    검사체적은 항상 직육면체로 이루어진다: 임의의 모양으로 설정 가능함
    검사체적내의 질량은 변화하지 않는다: 유입과 유출이 있으므로 질량은 변할 수 있음
    검사체적을 통해서 유체가 흐를 수 없다: 유체가 통과하는 가상의 면(Control Surface)을 통해 흐름이 발생함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

55. 그림과 같은 수문에서 멈춤장치 A가 받는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 수문의 폭은 3m이고, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 37
  2. 510
  3. 586
  4. 879
(정답률: 30%)
  • 수문에 작용하는 정수력의 압력중심을 구하고, 힌지(O)를 기준으로 압력에 의한 토크와 멈춤장치 A가 받는 힘에 의한 토크가 평형을 이룬다는 원리를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $F = \frac{P_{avg} \times A \times (y_P + h_f)}{h}$
    ② [숫자 대입] $F = \frac{(13.6 \times 1000 \times 9.81 \times 1) \times (2 \times 3) \times (1.33 + 1.2)}{3.2}$
    ③ [최종 결과] $F = 586\text{ kN}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

56. 역학적 상사성(相似性)이 성립하기 위해 프루드(Froude)수를 같게 해야 되는 흐름은?

  1. 점성 계수가 큰 유체의 흐름
  2. 표면 장력이 문제가 되는 흐름
  3. 자유표면을 가지는 유체의 흐름
  4. 압축성을 고려해야 되는 유체의 흐름
(정답률: 55%)
  • 프루드(Froude)수는 중력과 관성력의 비를 나타내는 무차원수로, 수차, 선박의 조파저항, 개수로, 댐 공사 등과 같이 자유표면을 가지는 유체의 흐름에서 역학적 상사성을 성립시키기 위해 사용됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

57. 다음 중 유동장에 입자가 포함되어 있어야 유속을 측정할 수 있는 것은?

  1. 열선속도계
  2. 정압피토관
  3. 프로펠러 속도계
  4. 레이저 도플러 속도계
(정답률: 42%)
  • 레이저 도플러 속도계는 유동 내에 혼입된 미립자에 레이저를 쏘아, 입자의 운동 속도에 따라 산란광의 주파수가 변하는 도플러 효과를 이용하여 유속을 측정하는 장치입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

58. 2차원 직각좌표계(x,y)에서 속도장이 다음과 같은 유동이 있다. 유동장 내의 점(L, L)에서의 유속의 크기는? (단, i, j는 각각 x, y 방향의 단위벡터를 나타낸다.)

  1. 0
  2. U
  3. 2U
  4. √2U
(정답률: 46%)
  • 주어진 속도장 $\vec{V}(x, y) = \frac{U}{L}(-xi + yj)$에서 점 $(L, L)$에서의 유속 성분을 구한 뒤, 벡터의 크기 공식을 이용하여 전체 유속의 크기를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\text{Velocity Magnitude} = \sqrt{V_x^2 + V_y^2}$
    ② [숫자 대입] $\text{Velocity Magnitude} = \sqrt{(-\frac{U}{L} \times L)^2 + (\frac{U}{L} \times L)^2} = \sqrt{(-U)^2 + U^2}$
    ③ [최종 결과] $\text{Velocity Magnitude} = \sqrt{2U^2} = \sqrt{2}U$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

59. 파이프 내에 점성유체가 흐른다. 다음 중 파이프 내의 압력 분포를 지배하는 힘은?

  1. 관성력과 중력
  2. 관성력과 표면장력
  3. 관성력과 탄성력
  4. 관성력과 점성력
(정답률: 62%)
  • 파이프 내 점성유체의 흐름(관유동)에서 압력 분포와 유동 특성을 지배하는 무차원수는 레이놀즈수이며, 이는 관성력과 점성력의 비로 결정됩니다.

    오답 노트
    중력: 프루우드수와 관련
    탄성력: 마하수와 관련
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

60. 그림과 같은 노즐에서 나오는 유량이 0.078m3/s일 때 수위(H)는 얼마인가? (단, 노즐 출구의 안지름은 0.1m이다.)

  1. 5m
  2. 10m
  3. 0.5m
  4. 1m
(정답률: 55%)
  • 유량 공식을 통해 유속을 먼저 구한 뒤, 베르누이 정리에 의한 속도 수두 공식을 사용하여 수위를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$v = \frac{Q}{A} = \frac{Q}{\frac{\pi d^{2}}{4}}$$
    $$H = \frac{v^{2}}{2g}$$
    ② [숫자 대입]
    $$v = \frac{0.078}{\frac{\pi \times 0.1^{2}}{4}} = 9.93$$
    $$H = \frac{9.93^{2}}{2 \times 9.81}$$
    ③ [최종 결과]
    $$H = 5.02 \approx 5$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

4과목: 기계재료 및 유압기기

61. Fe-C 상태도에서 온도가 가장 낮은 것은?

  1. 공석점
  2. 포정점
  3. 공정점
  4. 순철의 자기변태점
(정답률: 58%)
  • Fe-C 상태도에서 각 변태점의 온도를 비교하면 공석점이 가장 낮습니다.

    오답 노트
    자기변태점: $768^{\circ}C$
    공정점: $1130^{\circ}C$
    포정점: $1495^{\circ}C$
    공석점: $723^{\circ}C$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

62. 금형재료로서 경도와 내마모성이 우수하고 대량 생산에 적합한 소결합금은?

  1. 주철
  2. 초경합금
  3. Y합금강
  4. 탄소공구강
(정답률: 43%)
  • 금형 재료로서 높은 경도와 내마모성을 갖추어야 하며, 분말 야금 공정을 통한 소결합금 형태로 제작되어 대량 생산에 적합한 재료는 초경합금입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

63. 특수강에서 합금원소의 영향에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Ni은 결정입자의 조절
  2. Si는 인성 증가, 저온 충격 저항 증가
  3. V, Ti는 전자기적 특성, 내열성 우수
  4. Mn, W은 고온에 있어서의 경도와 인장강도 증가
(정답률: 46%)
  • 망간($Mn$)은 경도와 인장강도를 증가시키고 적열취성을 감소시키며, 텅스텐($W$)은 고온에서의 강도, 경도, 인장강도를 증가시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    Ni: 강인성, 내식성, 저온 충격 저항 증가
    Si: 전자기적 특성 향상
    V, Ti: 결정립 미세화 및 고온 강도 유지
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

64. 탄소강에 함유된 인(P)의 영향을 바르게 설명한 것은?

  1. 강도와 경도를 감소시킨다.
  2. 결정립을 미세화시킨다.
  3. 연신율을 증가시킨다.
  4. 상온 취성의 원인이 된다.
(정답률: 68%)
  • 탄소강 내의 인($P$) 성분은 강도와 경도를 증가시키고 연신율을 감소시키며, 특히 상온에서 재료가 쉽게 깨지는 상온 취성의 주요 원인이 됩니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

65. 심냉(sub-zero) 처리의 목적의 설명으로 옳은 것은?

  1. 자경강에 인성을 부여하기 위함
  2. 급열ㆍ급냉시 온도 이력현상을 관찰하기 위함
  3. 항온 담금질하여 베이나이트 조직을 얻기 위함
  4. 담금질 후 시효변형을 방지하기 위해 잔류오스테나이트를 마텐자이트 조직으로 얻기 위함
(정답률: 71%)
  • 심냉(sub-zero) 처리는 담금질 후 조직 내에 남아 있는 잔류 오스테나이트를 마텐자이트 조직으로 완전히 변태시켜, 이후 발생할 수 있는 시효 변형을 방지하고 치수 안정성을 높이기 위해 수행합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

66. 일정 중량의 추를 일정 높이에서 떨어뜨려 그 반발하는 높이로 경도를 나타내는 방법은?

  1. 브리넬 경도시험
  2. 로크웰 경도시험
  3. 비커즈 경도시험
  4. 쇼어 경도시험
(정답률: 63%)
  • 쇼어 경도시험은 다이아몬드 추를 일정 높이에서 자유 낙하시켜, 그 반발 높이를 측정함으로써 재료의 경도를 결정하는 반발식 경도 측정법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

67. 합금과 특성의 관계가 옳은 것은?

  1. 규소강 : 초내열성
  2. 스텔라이드(stellite) : 자성
  3. 모넬금속(monel metal) : 내식용
  4. 엘린바(Fe - Ni - Cr) : 내화학성
(정답률: 45%)
  • 모넬금속(monel metal)은 $Cu$와 $Ni$가 약 $65 \sim 70\%$ 함유된 합금으로, 내식성, 내열성, 내마열성이 뛰어나고 연신율이 큰 것이 특징입니다.

    오답 노트
    규소강: 전자기적 특성 우수
    스텔라이드(stellite): 내마멸성, 내식성 우수
    엘린바(Fe-Ni-Cr): 열팽창 계수가 매우 작음
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

68. 표준형 고속도 공구강의 주성분으로 옳은 것은?

  1. 18% W, 4% Cr, 1% V, 0.8~0.9% C
  2. 18% C, 4% Mo, 1% V, 0.8~0.9% Cu
  3. 18% W, 4% V, 1% Ni, 0.8~0.9% C
  4. 18% C, 4% Mo, 1% Cr, 0.8~0.9% Mg
(정답률: 62%)
  • 표준형 고속도 공구강(텅스텐 고속도강)의 주성분은 텅스텐(W), 크롬(Cr), 바나듐(V), 탄소(C)로 구성됩니다.
    $$\text{성분: } 18\% W, 4\% Cr, 1\% V, 0.8\sim 0.9\% C$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

69. 다음 중 ESD (Extra Super Duralumin) 합금계는?

  1. Al-Cu-Zn-Ni-Mg-Co
  2. Al-Cu-Zn-Ti-Mn-Co
  3. Al-Cu-Sn-Si-Mn-Cr
  4. Al-Cu-Zn-Mg-Mn-Cr
(정답률: 60%)
  • 초초두랄루민(ESD)은 기존 두랄루민(Al-Cu-Mg-Mn) 성분에 아연(Zn)과 크롬(Cr)을 추가하여 강도를 더욱 높인 합금계입니다. 따라서 성분이 Al-Cu-Zn-Mg-Mn-Cr인 것이 정답입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

70. 조선 압연판으로 쓰이는 것으로 편석과 불순물이 적은 균질의 강은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 림드강
  2. 킬드강
  3. 캡트강
  4. 세미킬드강
(정답률: 60%)
  • 킬드강은 탈산제를 첨가하여 완전히 탈산시킨 강으로, 편석과 불순물이 적어 균질한 성질을 가지므로 조선 압연판 등에 사용됩니다.

    오답 노트
    캡트강: 편석과 수축공이 적은 강
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

71. 다음 중 상시 개방형 밸브는?

  1. 감압밸브
  2. 언로드 밸브
  3. 릴리프 밸브
  4. 시퀀스 밸브
(정답률: 52%)
  • 감압밸브는 2차측 압력을 일정하게 유지하기 위해 평상시 열려 있는 상시 개방형 밸브입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

72. 유압모터의 종류가 아닌 것은?

  1. 나사 모터
  2. 베인 모터
  3. 기어 모터
  4. 회전피스톤 모터
(정답률: 58%)
  • 유압 모터는 구동 방식에 따라 크게 기어형, 베인형, 피스톤형으로 분류됩니다.

    오답 노트
    나사 모터: 유압 모터의 표준 분류에 해당하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

73. 유압장치에서 실시하는 플러싱에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 플러싱하는방법은플러싱오일을 사용하는 방법과 산세정법 등이 있다.
  2. 플러싱은 유압 시스템의 배관 계통과 시스템 구성에 사용되는 유압 기기의 이물질을 제거하는 작업이다.
  3. 플러싱 작업을 할 때 플러싱유의 온도는 일반적인 유압시스템의 유압유 온도보다 낮은 20~30℃정도로 한다.
  4. 플러싱 작업은 유압기계를 처음 설치하였을 때, 유압작동유를 교환할 때, 오랫동안 사용하지 않던 설비의 운전을 다시 시작할 때, 부품의 분해 및 청소 후 재조립하였을 때 실시한다.
(정답률: 63%)
  • 플러싱은 시스템 내부의 이물질을 효과적으로 제거하기 위해 수행하며, 이때 플러싱유의 온도는 점도를 낮추어 세척력을 높이기 위해 일반적인 유압유 온도보다 높게 유지해야 합니다.

    오답 노트
    플러싱 작업을 할 때 플러싱유의 온도는 일반적인 유압시스템의 유압유 온도보다 낮은 20~30℃정도로 한다: 온도를 높여야 이물질 제거 효율이 상승하므로 틀린 설명입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

74. 다음 중 펌프에서 토출된 유량의 맥동을 흡수하고, 토출된 압유를축적하여 간헐적으로 요구되는 부하에 대해서 압유를 방출하여 펌프를 소경량화 할 수 있는 기기는?

  1. 필터
  2. 스트레이너
  3. 오일 냉각기
  4. 어큐뮬레이터
(정답률: 67%)
  • 어큐뮬레이터는 유압 시스템에서 압유를 축적하여 맥동을 흡수하고, 필요 시 에너지를 방출함으로써 펌프의 용량을 줄여 소경량화를 가능하게 하는 장치입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

75. 펌프의 토출 압력 3.92MPa, 실제 토출 유량은 50l/min이다. 이 때 펌프의 회전수는1000rpm, 소비동력이 3.68 kW 라고 하면 펌프의 전효율은 얼마인가?

  1. 80.4%
  2. 84.7%
  3. 88.8%
  4. 92.2%
(정답률: 42%)
  • 펌프의 전효율은 펌프가 유체에 전달한 이론적 동력(압력 × 유량)을 실제 소비된 동력으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{p \times Q}{L_p}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{(3.92 \times 10^6) \times (50 \times 10^{-3} / 60)}{3.68 \times 10^3}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.888$
    따라서 전효율은 $88.8\%$ 입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

76. 액추에이터에 관한 설명으로 가장 적합한 것은?

  1. 공기 베어링의 일종이다.
  2. 전기에너지를 유체에너지로 변환시키는 기기이다.
  3. 압력에너지를 속도에너지로 변환시키는 기기이다.
  4. 유체에너지를 이용하여 기계적인 일을 하는 기기이다.
(정답률: 67%)
  • 액추에이터는 유압이나 공압과 같은 유체에너지를 입력받아 직선 운동이나 회전 운동과 같은 기계적인 일로 변환하여 출력하는 구동 장치를 의미합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

77. 배관용 플랜지 등과 같이 정지 부분의 밀봉에 사용되는 실(seal)의 총칭으로 정지용 실이라고도 하는 것은?

  1. 초크(choke)
  2. 개스킷(gasket)
  3. 패킹(packing)
  4. 슬리브(sleeve)
(정답률: 63%)
  • 배관 플랜지와 같이 움직이지 않는 정지(고정) 부분의 밀봉에 사용되는 실을 개스킷이라고 합니다.

    오답 노트
    패킹: 운동 부분에 사용되는 실
    초크: 단면에 비해 길이가 긴 죔구
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

78. 점성계수(coefficient of viscosity)는 기름의 중요 성질이다. 점성이 지나치게 클 경우 유압기기에 나타나는 현상이 아닌 것은?

  1. 유동저항이 지나치게 커진다.
  2. 마찰에 의한 동력손실이 증대된다.
  3. 부품사이에 윤활작용을 하지 못한다.
  4. 밸브나 파이프를 통과할 때 압력손실이 커진다.
(정답률: 54%)
  • 점성이 지나치게 크면 유동 저항과 마찰 손실, 압력 손실이 증가하지만, 윤활 작용을 하지 못하는 것은 점성이 너무 낮을 때 발생하는 현상입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

79. 길이가 단면 치수에 비해서 비교적 짧은 죔구(restriction)는?

  1. 초크(choke)
  2. 오리피스(orifice)
  3. 벤트 관로(vent line)
  4. 휨 관로(flexible line)
(정답률: 59%)
  • 오리피스는 길이가 단면 치수에 비해 짧은 죔구를 의미합니다.

    오답 노트
    초크: 길이가 단면 치수에 비해 긴 죔구
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

80. 피스톤 부하가 급격히 제거되었을 때 피스톤이 급진하는 것을 방지하는 등의 속도제어회로로 가장 적합한 것은?

  1. 증압 회로
  2. 시퀀스 회로
  3. 언로드 회로
  4. 카운터 밸런스 회로
(정답률: 63%)
  • 부하가 갑자기 제거되었을 때 피스톤이 급격히 튀어나가는 현상을 방지하기 위해, 배압을 형성하여 속도를 제어하는 카운터 밸런스 회로가 가장 적합합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

5과목: 기계제작법 및 기계동력학

81. 방전가공에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 경도가 높은 재료는 가공이 곤란하다.
  2. 가공 전극은 동, 흑연 등이 쓰인다.
  3. 가공정도는 전극의 정밀도에 따라 영향을 받는다.
  4. 가공물과 전극사이에 발생하는 아크(arc) 열을 이용한다.
(정답률: 57%)
  • 방전가공은 전기적 스파크(아크) 열을 이용하여 재료를 용융·분출시키는 방식이므로, 재료의 경도와 상관없이 전기 전도성만 있다면 가공이 가능합니다.

    오답 노트
    가공 전극: 동이나 흑연이 주로 사용됨
    가공정도: 전극의 형상과 정밀도가 가공물에 그대로 반영됨
    가공원리: 전극과 가공물 사이의 아크 열을 이용함
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

82. 단조의 기본 작업 방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 늘리기(drawing)
  2. 업세팅(up-setting)
  3. 굽히기(bending)
  4. 스피닝(spinning)
(정답률: 57%)
  • 단조의 기본 작업에는 업세팅, 늘리기, 굽히기, 단짓기, 구멍뚫기, 절단 등이 포함됩니다. 스피닝은 회전하는 공작물에 롤러를 압착시켜 성형하는 가공법으로 단조의 기본 작업에 해당하지 않습니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

83. Al을 강의 표면에 침투시켜 내스케일성을 증가시키는 금속 침투 방법은?

  1. 파커라이징(parkerizing)
  2. 칼로라이징(calorizing)
  3. 크로마이징(chromizing)
  4. 금속용사법(metal spraying)
(정답률: 66%)
  • 강의 표면에 알루미늄(Al)을 침투시켜 내열성과 내스케일성을 높이는 표면 경화법을 칼로라이징(calorizing)이라고 합니다.

    오답 노트
    파커라이징: 인산염 피막 처리
    크로마이징: 크롬(Cr) 침투
    금속용사법: 용융 금속을 분사하여 코팅
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

84. 주조의 탕구계 시스템에서 라이저(riser)의 역할로서 틀린 것은?

  1. 수축으로 인한 쇳물부족을 보충한다.
  2. 주형 내의 가스, 기포 등을 밖으로 배출한다.
  3. 주형내의 쇳물에 압력을 가해 조직을 치밀화한다.
  4. 주물의 냉각도에 따른균열이 발생되는 것을 방지한다.
(정답률: 43%)
  • 라이저는 주조 시 응고 과정에서 발생하는 수축 결함을 방지하기 위해 쇳물을 보충하는 보조 주입구 역할을 합니다. 주물의 냉각도에 따른 균열 방지는 라이저의 주된 역할이 아닙니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

85. Taylor의 공구수명에 관한 실험식에서 세라믹 공구를 사용하고자 할 때 적합한 절삭속도[m/min]는 약 얼마인가? (단, VTn=C에서 n=0.5, C=200이고 공구수명은 40분이다.)

  1. 31.6
  2. 32.6
  3. 33.6
  4. 35.6
(정답률: 54%)
  • Taylor의 공구수명 식을 이용하여 절삭속도를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V \times T^{n} = C$
    ② [숫자 대입] $V \times 40^{0.5} = 200$
    ③ [최종 결과] $V = 31.6$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

86. 특수가공 중에서 초경합금, 유리 등을 가공하는 방법은?

  1. 래핑
  2. 전해 가공
  3. 액체 호닝
  4. 초음파 가공
(정답률: 56%)
  • 초음파 가공은 초음파 진동과 연마 입자를 이용하여 경도가 매우 높은 초경합금이나 취성이 큰 유리 등을 정밀하게 가공하는 방법입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

87. 강관을 길이방향으로 이음매 용접하는데, 가장 적합한 용접은?

  1. 심 용접
  2. 점 용접
  3. 프로젝션 용접
  4. 업셋 맞대기용접
(정답률: 40%)
  • 강관의 길이방향을 따라 연속적으로 이음매를 용접하여 기밀성과 강도를 확보하는 데 가장 적합한 방법은 심 용접입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

88. 아래 도면과 같은 테이퍼를 가공할 때의 심압대의 편위거리[mm]는?

  1. 6
  2. 10
  3. 12
  4. 20
(정답률: 31%)
  • 테이퍼 가공 시 심압대의 편위거리는 큰 지름과 작은 지름의 차이에 전체 길이를 곱한 후, 테이퍼 구간 길이의 2배로 나누어 구합니다.
    ① [기본 공식] $x = \frac{(d_2 - d_1) L}{2 l}$
    ② [숫자 대입] $x = \frac{(42 - 30) \times 200}{2 \times 120}$
    ③ [최종 결과] $x = 10$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

89. 두께가 다른 여러 장의 강재 박판(薄板)을 겹쳐서 부채설 모양으로 모은 것이며 물체 사이에 삽입하여 측정하는 기구는?

  1. 와이어 게이지
  2. 롤러 게이지
  3. 틈새 게이지
  4. 드릴 게이지
(정답률: 62%)
  • 두께가 다른 정밀한 강재 박판들을 겹쳐 만들어, 부품 사이의 좁은 틈새 너비를 측정하는 도구는 틈새 게이지입니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

90. 두께 4[mm]인 탄소강판에 지름 1000[mm]의 펀칭을 할 때 소요되는 동력[kW]은 약 얼마인가? (단, 소재의 전단저항은 245.25 [MPa], 프레스 슬라이드의 평균속도는 5[m/min], 프레스의 기계효율(n)은 65%이다.)

  1. 146
  2. 280
  3. 396
  4. 538
(정답률: 46%)
  • 펀칭에 필요한 전단 하중을 구한 뒤, 슬라이드 속도와 기계 효율을 고려하여 소요 동력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F \times v}{\eta} = \frac{(\pi d t \tau) \times v}{\eta}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{(\pi \times 1 \times 0.004 \times 245.25 \times 10^6) \times \frac{5}{60}}{0.65}$
    ③ [최종 결과] $P = 395,755 \text{ W} \approx 396 \text{ kW}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

91. 두 질점의 완전소성충돌에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 반발계수가 0이다.
  2. 두 질점의 전체에너지가 보존된다.
  3. 두 질점의 전체운동량이 보존된다.
  4. 충돌 후, 두 질점의 속도는 서로 같다.
(정답률: 32%)
  • 완전소성충돌은 충돌 후 두 물체가 하나로 합쳐져 함께 이동하는 충돌입니다. 이때 운동량은 보존되지만, 충돌 과정에서 열이나 소리 등으로 에너지가 손실되므로 전체 에너지는 보존되지 않습니다.

    오답 노트
    반발계수가 0이다: 완전소성충돌의 정의입니다.
    두 질점의 전체운동량이 보존된다: 모든 충돌에서 외력이 없다면 운동량은 보존됩니다.
    충돌 후, 두 질점의 속도는 서로 같다: 하나로 합쳐져 이동하므로 속도가 동일합니다.
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

92. 그림과 같은 용수철-질량계의 고유진동수는 약 몇 Hz인가? (단, m=5kg, k1=15N/m, k2=8N/m이다.)

  1. 0.1Hz
  2. 0.2Hz
  3. 0.3Hz
  4. 0.4Hz
(정답률: 43%)
  • 용수철 $k_1$과 병렬로 연결된 두 개의 $k_2$가 다시 직렬로 연결된 구조입니다. 합성 강성을 먼저 구한 후 고유진동수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{k_{eq}}{m}}$
    ② [숫자 대입] $k_{eq} = ( \frac{1}{k_1} + \frac{1}{2k_2} )^{-1} = ( \frac{1}{15} + \frac{1}{16} )^{-1} = 7.74 \implies f = \frac{1}{2\pi} \sqrt{\frac{7.74}{5}}$
    ③ [최종 결과] $f = 0.198 \approx 0.2 \text{ Hz}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

93. 회전속도가 2000rpm인 원심 팬이 있다. 방진고무로 탄성 지지시켜 진동 전달률을 0.3으로 하고자 할 때, 정적 수축량은 약 몇 mm 인가? (단, 방진고무의 감쇠계수는 0으로 가정한다.)

  1. 0.71
  2. 0.97
  3. 1.41
  4. 2.20
(정답률: 31%)
  • 진동 전달률 공식을 통해 진동수 비를 구하고, 이를 통해 정적 수축량(정적 처짐량)을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $TR = | \frac{1}{r^2 - 1} |$
    ② [숫자 대입] $0.3 = \frac{1}{r^2 - 1} \implies r = 2.041$
    ③ [최종 결과] $\delta = \frac{g}{(2\pi f / r)^2} = \frac{9.81}{(2\pi \times \frac{2000}{60} / 2.041)^2} = 0.97 \text{ mm}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

94. 타격연습용 투구기가 지상 1.5m 높이에서 수평으로 공을 발사한다. 공이 수평거리 16m를 날아가 땅에 떨어진다면, 공의 발사속도의 크기는 약 몇 m/s인가?

  1. 11
  2. 16
  3. 21
  4. 29
(정답률: 33%)
  • 수평으로 발사된 물체의 낙하 시간과 수평 이동 거리의 관계를 이용하여 발사 속도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{x}{\sqrt{\frac{2h}{g}}}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{16}{\sqrt{\frac{2 \times 1.5}{9.81}}}$
    ③ [최종 결과] $v = 29.2$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

95. 그림에서 질량 100kg의 물체 A와 수평면 사이의 마찰계수는 0.3이며 물체 B의 질량은 30kg이다. 힘 Py의 크기는 시간(t[s])의 함수이며 Py[N]=15t2이다.t는 0s에서 물체 A가 오른쪽으로 2.0m/s로 운동을 시작한다면 t가 5s일 때 이 물체의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 6.81
  2. 6.92
  3. 7.31
  4. 7.54
(정답률: 27%)
  • 뉴턴의 제2법칙을 이용하여 가속도를 구하고, 이를 적분하여 최종 속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sum F = (m_A + m_B)a$$
    $$v = v_0 + \int_{0}^{t} a \, dt$$
    ② [숫자 대입]
    $$15t^2 + 30 \times 9.8 - 100 \times 9.8 \times 0.3 = 130a$$
    $$a = \frac{15t^2 + 294 - 294}{130} = \frac{15}{130}t^2$$
    $$v = 2.0 + \int_{0}^{5} \frac{15}{130}t^2 \, dt = 2.0 + [ \frac{5}{130}t^3 ]_{0}^{5}$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 2.0 + 4.81 = 6.81$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

96. 인장코일 스프링에서 100N의 힘으로 10cm 늘어나는 스프링을 평형 상태에서 5cm만큼 늘어나게 하려면 몇 J의 일이 필요한가?

  1. 10
  2. 5
  3. 2.5
  4. 1.25
(정답률: 29%)
  • 먼저 스프링 상수 $k$를 구한 뒤, 탄성 에너지를 계산하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$k = \frac{F}{x}$$
    $$W = \frac{1}{2}kx^2$$
    ② [숫자 대입]
    $$k = \frac{100}{0.1} = 1000$$
    $$W = \frac{1}{2} \times 1000 \times 0.05^2$$
    ③ [최종 결과]
    $$W = 1.25$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

97. x=Aejwt인 조화운동의 가속도 진폭의 크기는?

  1. w2A
  2. wA
  3. wA2
  4. w2A2
(정답률: 47%)
  • 조화운동 $x = Ae^{jwt}$에서 가속도는 위치 $x$를 시간에 대해 두 번 미분한 값입니다. 가속도 $a = \frac{d^2x}{dt^2} = (jw)^2 Ae^{jwt} = -w^2 Ae^{jwt}$가 되며, 이때 가속도의 최대 크기인 진폭은 다음과 같습니다.
    $$a_{max} = w^2 A$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

98. 반경이 R인 바퀴가 미끄러지지 않고 구른다. 0점의 속도 에 대한 A점의 속도 의 비는 얼마인가?

  1. VA/V0=1
  2. VA/V0=√2
  3. VA/V0=2
  4. VA/V0=4
(정답률: 40%)
  • 미끄러짐 없이 구르는 바퀴의 경우, 바닥 접점(0점)의 순간 속도는 $0$이며, 중심 $O$의 속도는 $V_0$입니다. 이때 바퀴의 최상단 $A$점은 중심 $O$를 기준으로 $V_0$의 속도로 회전 운동을 동시에 하므로, 최종 속도는 $V_0 + V_0 = 2V_0$가 됩니다.
    따라서 속도의 비는 다음과 같습니다.
    $$V_A / V_0 = 2$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

99. 반경이 r인 원을 따라서 각속도 ω, 각가속도 α로 회전할 때 법선방향 가속도의 크기는?

  1. rα
  2. rω
  3. rω2
  4. rα2
(정답률: 48%)
  • 원운동에서 법선방향 가속도(구심 가속도)는 회전 반경과 각속도의 제곱의 곱으로 결정됩니다.
    $$a_n = r\omega^2$$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

100. 질량 관성모멘트가 7.036kgㆍm2 인 플라이휠이 3600rpm으로 회전할 때, 이 휠이 갖는 운동에너지는 약 몇 kJ인가?

  1. 300
  2. 400
  3. 500
  4. 600
(정답률: 42%)
  • 회전하는 플라이휠의 운동에너지는 질량 관성모멘트와 각속도의 제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $E = \frac{1}{2} I \omega^{2}$
    ② [숫자 대입] $E = \frac{1}{2} \times 7.036 \times (\frac{2 \pi \times 3600}{60})^{2}$
    ③ [최종 결과] $E = 500\text{ kJ}$
profile_image
1

*오류신고 접수시 100포인트 지급해드립니다.

< 이전회차목록 다음회차 >