일반기계기사 필기 기출문제복원 (2016-10-01)

일반기계기사 2016-10-01 필기 기출문제 해설

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일반기계기사
(2016-10-01 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 5cm×4cm 블록이 x축을 따라 0.05cm만큼 인장되었다. y 방향으로 수축되는 변형률(Єy)은? (단, 푸아송 비(v)는 0.3이다.)

  1. 0.00015
  2. 0.0015
  3. 0.003
  4. 0.03
(정답률: 62%)
  • 푸아송 비는 재료가 한 방향으로 인장될 때 가로 방향으로 수축되는 변형률의 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_{y} = \nu \times \frac{\Delta L}{L}$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_{y} = 0.3 \times \frac{0.05}{5}$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_{y} = 0.003$
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2. 그림과 같이 지름 d인 강철봉이 안지름 d, 바깥지름 D인 동관에 끼워져서 두 강체 평판 사이에서 압축되고 있다. 강철봉 및 동관에 생기는 응력을 각각 σs, σc라고 하면 응력의 미(σs/σc)의 값은? (단, 강철(Es) 및 동(Ec)이 탄성계수는 각각 Es=200GPa, Ec=120Gpa이다.)

  1. 3/5
  2. 4/5
  3. 5/4
  4. 5/3
(정답률: 67%)
  • 두 강체 평판 사이에서 강철봉과 동관이 함께 압축되므로, 두 재료의 변형률 $\epsilon$은 동일합니다. 응력 $\sigma$와 탄성계수 $E$의 관계식 $\sigma = E\epsilon$에 의해 응력의 비는 탄성계수의 비와 같습니다.
    $$\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{E_s}{E_c}$$
    $$\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{200}{120}$$
    $$\frac{\sigma_s}{\sigma_c} = \frac{5}{3}$$
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3. 동일 재료로 만든 길이 L, 지름 D인 축 A와 길이 2L, 지름 2D인 축 B를 동일각도만큼 비트는 데 필요한 비틀림 모멘트의 비 TA/TB의 값은 얼마인가?

  1. 1/4
  2. 1/8
  3. 1/16
  4. 1/32
(정답률: 65%)
  • 비틀림 모멘트 $T$는 전단탄성계수 $G$, 극관성모멘트 $I_p$, 비틀림각 $\theta$, 길이 $L$ 사이의 관계식으로 결정됩니다. 동일 재료와 동일 각도 조건에서 $T$는 $\frac{I_p}{L}$에 비례하며, $I_p$는 지름 $D$의 4제곱에 비례합니다.
    ① [기본 공식] $T \propto \frac{D^4}{L}$
    ② [숫자 대입] $\frac{T_A}{T_B} = \frac{D^4 / L}{(2D)^4 / 2L} = \frac{D^4 / L}{16D^4 / 2L}$
    ③ [최종 결과] $\frac{T_A}{T_B} = \frac{2}{16} = \frac{1}{8}$
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4. 지름 d인 원형단면 기둥에 대하여 오일러 죄굴식의 회전반경은 얼마인가?

  1. d/2
  2. d/3
  3. d/4
  4. d/6
(정답률: 63%)
  • 원형 단면의 회전반경은 단면 2차 모멘트 $I$와 단면적 $A$의 관계식 $r = \sqrt{I/A}$로 정의됩니다.
    원형 단면의 경우 $I = \frac{\pi d^{4}}{64}$, $A = \frac{\pi d^{2}}{4}$이므로 이를 대입하면 $\sqrt{\frac{d^{2}}{16}} = \frac{d}{4}$가 됩니다.
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5. 지름 2cm, 길이 1m의 원형단면 외팔보의 자유단에 집중하중이 작용할 때, 최대 처짐량이 2cm가 되었다면, 최대 굽힘응력은 약 몇 MPa인가? (단, 보의 세로탄성계수는 200GPs이다.)

  1. 80
  2. 120
  3. 180
  4. 220
(정답률: 62%)
  • 외팔보의 최대 처짐량 공식을 통해 집중하중 $P$를 먼저 구한 뒤, 이를 이용해 최대 굽힘응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{M}{Z} = \frac{PL}{Z}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{(0.02 \times 3 \times 200 \times 10^9 \times \frac{\pi \times 0.02^4}{64} / 1^3) \times 1}{\frac{\pi \times 0.02^3}{32}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 120$
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6. 지름 d인 원형 단면보에 가해지는 전단력을 V라 할 때 단면의 중립축에서 일어나는 최대 전단 응력은?

(정답률: 62%)
  • 원형 단면보의 최대 전단 응력은 중립축에서 발생하며, 평균 전단 응력($V/A$)의 $4/3$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{4}{3} \frac{V}{A} = \frac{4}{3} \frac{V}{\frac{\pi d^2}{4}}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = \frac{4 \times 4}{3} \frac{V}{\pi d^2}$
    ③ [최종 결과] $\tau_{max} = \frac{16V}{3\pi d^2}$
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7. 오일러 공식이 세장비 에 대해 성립한다고 할 때, 양단이 힌지인 원형단면 기둥에서 오일러 공식이 성립하기 위한 길이 “ℓ”과 지름 “d”와의 관계가 옳은 것은?

  1. ℓ>4d
  2. ℓ>25d
  3. ℓ>50d
  4. ℓ>100d
(정답률: 69%)
  • 오일러 공식이 성립하기 위한 세장비 조건은 $\frac{\ell}{k} > 100$ 입니다. 원형 단면의 회전반경 $k$는 $\frac{d}{4}$이므로, 이를 대입하면 $\frac{\ell}{d/4} > 100$이 되어 $\ell > 25d$가 성립합니다.
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8. 2축 응력 상태의 잴 내에서 서로 직각 방향으로 400MPa의 인장응력과 300MPa의 압축응력이 작용할 때 재료 내에 생기는 최대 수직응력은 몇 MPa인가?

  1. 500
  2. 300
  3. 400
  4. 350
(정답률: 51%)
  • 2축 응력 상태에서 최대 수직응력(주응력)은 작용하는 응력 중 절대값이 가장 큰 값입니다. 인장응력 $400\text{MPa}$와 압축응력 $300\text{MPa}$가 직각으로 작용할 때, 최대 수직응력은 더 큰 값인 $400\text{MPa}$가 됩니다.
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9. 그림과 같은 벨트 구조물에서 하중 W가 작용할 때 P값은? (단, 벨트는 하중 W의 위치를 기준으로 좌우 대칭이며 0°<α<180°이다.

(정답률: 44%)
  • 사인법칙을 이용하여 하중 $W$와 벨트 장력 $P$ 사이의 관계를 분석합니다.
    $$\frac{W}{\sin \alpha} = \frac{P}{\sin(\frac{180 - \alpha}{2})}$$
    $$\frac{W}{\sin \alpha} = \frac{P}{\sin(\frac{\alpha}{2})}$$
    배각 공식 $\sin \alpha = 2 \sin(\frac{\alpha}{2}) \cos(\frac{\alpha}{2})$를 대입하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\frac{W}{2 \sin(\frac{\alpha}{2}) \cos(\frac{\alpha}{2})} = \frac{P}{\sin(\frac{\alpha}{2})}$$
    $$P = \frac{W}{2 \cos \frac{\alpha}{2}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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10. 그림과 같이 분포하중이 작용할 때 최대 굽힘모멘트가 일어나는 곳은 보의 좌측으로부터 얼마나 떨어진 곳에 위치하는가?

(정답률: 55%)
  • 보의 좌측 절반에만 분포하중이 작용하는 경우, 최대 굽힘모멘트가 발생하는 지점은 좌측 지점으로부터 $\frac{3}{8}l$ 떨어진 곳에 위치합니다.
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11. 그림과 같이 길이와 재질이 같은 두 개의 외팔보가 자유단에 각각 집중하중 P를 받고 있다. 첫째 보(1)의 단면 치수는 b×h이고, 둘째 보(2)의 단면치수는 b×2h라면, 보(1)의 최대 처짐 δ1과 보(2)의 최대 처짐 δ2의 비(δ1/δ2)는 얼마인가?

  1. 1/8
  2. 1/4
  3. 4
  4. 8
(정답률: 58%)
  • 외팔보의 최대 처짐 $\delta$는 단면 이차 모멘트 $I$에 반비례합니다.
    단면 치수가 $b \times h$에서 $b \times 2h$로 변하면, $I = \frac{bh^{3}}{12}$ 공식에 의해 $I$값은 $2^{3} = 8$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\delta_{1}}{\delta_{2}} = \frac{I_{2}}{I_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\delta_{1}}{\delta_{2}} = \frac{\frac{b(2h)^{3}}{12}}{\frac{bh^{3}}{12}}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\delta_{1}}{\delta_{2}} = 8$
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12. 어떤 직육면체에서 x방향으로 40MPa의 압축응력이 작용하고 y방향과 z방향으로 각각 10MPa씩 압축응력이 작용한다. 이 재료의 세로탄성계수는 100GPa, 푸아송 비는 0.25, x방향 길이는 200mm 일 때 x방향 길이의 변화량은?

  1. -0.07mm
  2. 0.07mm
  3. -0.085mm
  4. 0.085mm
(정답률: 40%)
  • 3축 응력 상태에서 일반화된 훅의 법칙을 사용하여 $x$방향의 변형률 $\epsilon_{x}$를 구하고, 이를 통해 길이 변화량 $\Delta L$을 계산합니다.
    압축응력은 음수($-$)로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta L = L \times \frac{1}{E} [ \sigma_{x} - \nu(\sigma_{y} + \sigma_{z}) ]$
    ② [숫자 대입] $\Delta L = 200 \times \frac{1}{100 \times 10^{3}} [ -40 - 0.25(-10 - 10) ]$
    ③ [최종 결과] $\Delta L = -0.07\text{mm}$
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13. 길이 L인 봉 AB가 그 양단에 고정된 두 개의 연직강선에 의하여 그림과 같이 수평으로 매달려 있다. 봉 AB의 자중은 무시하고, 봉이 수평을 유지하기 위한 연직하중 P의 작용점까지의 거리 x는? (단, 강선들은 단면적은 같지만 A단의 강선은 탄성계수 E1, 길이 ℓ1, B단의 강선은 탄성계수 E2, 길이 ℓ2이다.)

(정답률: 39%)
  • 봉이 수평을 유지하려면 양단 강선의 변형량(늘어난 길이)이 동일해야 합니다.
    하중 $P$에 의한 각 강선의 분담 하중 $P_{A}, P_{B}$를 거리 $x$에 대한 비례식으로 세우고, 변형량 공식 $\delta = \frac{PL}{AE}$를 적용하여 $x$에 대해 정리합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_{A} \ell_{1}}{A E_{1}} = \frac{P_{B} \ell_{2}}{A E_{2}}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\frac{L-x}{L} P \ell_{1}}{A E_{1}} = \frac{\frac{x}{L} P \ell_{2}}{A E_{2}}$
    ③ [최종 결과] $x = \frac{E_{2} \ell_{1} L}{E_{1} \ell_{2} + E_{2} \ell_{1}}$
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14. 지름 4cm의 원형 알루미늄 봉을 비틀림 재료시험기에 걸어 표면의 45°나선에 부착한 스트레인 게이지로 변형도를 측정하였더니 토크 120Nㆍm일 때 변형률 ε=150×10-6얻었다. 이 재료의 전단탄성계수는?

  1. 31.8 GPa
  2. 38.4 GPa
  3. 43.1 GPa
  4. 51.2 GPa
(정답률: 29%)
  • 45° 방향의 변형률과 전단변형률의 관계, 그리고 토크와 전단응력의 관계를 이용하여 전단탄성계수 $G$를 산출합니다.
    45° 나선 방향의 변형률 $\epsilon_{45}$는 전단변형률 $\gamma$의 절반이므로 $\gamma = 2\epsilon$이 성립합니다.
    ① [기본 공식] $G = \frac{T}{2\epsilon Z_{p}}$
    ② [숫자 대입] $G = \frac{120}{2 \times 150 \times 10^{-6} \times \frac{\pi \times (0.04)^{3}}{16}}$
    ③ [최종 결과] $G = 31.8\text{GPa}$
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15. 그림과 같이 4kN/cm의 균일분포하중을 받는 일단 고정 타단 지지보에서 B점에서의 모멘트 MB는 약 몇 kNㆍm인가? (단, 균일단면보이며, 굽힘강성(EI)은 일정하다.)

  1. 800
  2. 2000
  3. 3200
  4. 4000
(정답률: 54%)
  • 일단 고정 타단 지지보에서 균일분포하중을 받을 때, 지점 B에서의 모멘트 $M_{B}$를 구하는 문제입니다.
    먼저 지점 A의 반력 $R_{A}$를 구한 뒤, B점 기준의 모멘트 평형 방정식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $M_{B} = \frac{wL^{2}}{8}$
    ② [숫자 대입] $M_{B} = \frac{4 \times 100 \times 8^{2}}{8}$ (단, $w = 4\text{kN/cm} = 400\text{kN/m}$)
    ③ [최종 결과] $M_{B} = 3200\text{kN}\cdot\text{m}$
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16. 회전수 120rpm과 35kW를 전달할 수 있는 원형 단면축의 길이가 2m이고, 지름이 6cm일 때 축단(軸端)의 비틀림 각도는 약 몇 rad인가? (단, 이 재료의 가로탄성계수는 83GPa이다.)

  1. 0.019
  2. 0.036
  3. 0.053
  4. 0.078
(정답률: 65%)
  • 먼저 전달 동력 $P$와 회전수 $N$을 이용해 토크 $T$를 구한 후, 비틀림 각도 $\theta$ 공식을 적용합니다.
    $$T = \frac{P}{\omega} = \frac{P}{2\pi N/60}$$
    $$\theta = \frac{TL}{GJ} = \frac{TL}{G(\frac{\pi d^4}{32})}$$
    $$\theta = \frac{\frac{35000}{2\pi(120/60)} \times 2}{83 \times 10^9 \times \frac{\pi(0.06)^4}{32}}$$
    $$\theta = 0.053\text{ rad}$$
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17. 균일분포하중을 받고 있는 길이가 L인 단순보의 처짐량을 δ로 제한한다면 균일 분포하중의 크기는 어떻게 표현되겠는가? (단, 보의 단면은 폭이 b이고 높이가 h인 직사가형이고 탄성계수는 E이다.)

(정답률: 61%)
  • 균일분포하중 $w$를 받는 단순보의 최대 처짐량 $\delta$ 공식과 직사각형 단면의 관성모멘트 $I$를 이용하여 $w$에 대해 정리합니다.
    $$\delta = \frac{5wL^4}{384EI}$$
    $$\delta = \frac{5wL^4}{384E(\frac{bh^3}{12})}$$
    $$w = \frac{32Ebh^3\delta}{5L^4}$$
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18. 단면적이 A, 탄성계수가 E, 길이가 L인 막대에 길이방향의 인장하중을 가하여 그 길이가 δ만틈 늘어났다면, 이 때 저장된 탄성변형 에너지는?

(정답률: 57%)
  • 탄성변형 에너지는 하중-변위 곡선의 아래 면적과 같으며, 인장 하중을 받는 막대의 저장 에너지 공식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Energy} = \frac{1}{2} P \delta$$
    여기서 $P = \frac{AE\delta}{L}$이므로 이를 대입하면 다음과 같습니다.
    $$\text{Energy} = \frac{1}{2} ( \frac{AE\delta}{L} ) \delta = \frac{AE\delta^2}{2L}$$
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19. 지름이 1.2m, 두께가 10mm인 구형 압력용기가 있다. 용기 재질의 허용인장응력이 42MPa일 때 안전하게 사용할 수 있는 최대 내압은 약 몇 MPa인가?

  1. 1.1
  2. 1.4
  3. 1.7
  4. 2.1
(정답률: 63%)
  • 구형 압력용기의 박막 응력 공식을 사용하여 최대 내압 $P$를 구합니다.
    $$\sigma = \frac{Pd}{4t}$$
    $$42 = \frac{P \times 1.2}{4 \times 0.01}$$
    $$P = 1.4\text{ MPa}$$
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20. 그림과 같은 단순보의 중앙점(C)에서 굽힘모멘트는?

(정답률: 43%)
  • 단순보의 중앙점 C에서의 굽힘모멘트는 지점 반력에 의한 모멘트에서 하중(집중하중 $P$ 및 분포하중 $w$)에 의한 모멘트를 제외하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $M_{c} = R_{A} \times \frac{l}{2} - \frac{w \cdot \frac{l}{2} \cdot \frac{l}{4}}{2}$
    ② [숫자 대입] $M_{c} = (\frac{P}{2} + \frac{wl}{6}) \times \frac{l}{2} - \frac{wl^{2}}{16}$
    ③ [최종 결과] $M_{c} = \frac{Pl}{4} + \frac{wl^{2}}{16}$
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2과목: 기계열역학

21. 압력(P)과 부피(V)의 관계가 ‘PVk=일정하다’고 할 때 절대일(W12)와 공업일(Wt)의 관계로 옳은 것은?

  1. Wt=kW12
  3. Wt=(k-1)W12
(정답률: 48%)
  • 폴리트로픽 과정($PV^{k}=constant$)에서 절대일($W_{12}$)과 공업일($W_{t}$) 사이에는 $k$배의 관계가 성립합니다.
    따라서 공업일은 절대일에 지수 $k$를 곱한 $W_{t}=kW_{12}$가 됩니다.
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22. 분자량이 29이고, 정압비열이 1005J/(kgㆍK)인 이상기체의 정적비열은 약 몇 J/(kgㆍK)인가? (단, 일반기체상수는 8314.5 J/(kmolㆍK)이다.)

  1. 976
  2. 287
  3. 718
  4. 546
(정답률: 66%)
  • 이상기체에서 정압비열과 정적비열의 차이는 기체상수와 같습니다.
    ① [기본 공식] $C_{p} - C_{v} = R = \frac{R_{u}}{M}$
    ② [숫자 대입] $1005 - C_{v} = \frac{8314.5}{29}$
    ③ [최종 결과] $C_{v} = 718$ J/(kg·K)
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23. 다음 중 비체적의 단위는?

  1. kg/m3
  2. m3/kg
  3. m3/(kgㆍs)
  4. m3/(kgㆍs2)
(정답률: 65%)
  • 비체적은 단위 질량당 부피를 의미하며, 부피를 질량으로 나눈 값입니다.
    따라서 단위는 $m^{3}/kg$ 입니다.

    오답 노트
    $kg/m^{3}$: 밀도의 단위
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24. 성능계수가 3.2인 냉동기가 시간당 20MJ의 열을 흡수한다. 이 냉동기를 작동하기 위한 동력은 몇 kW인가?

  1. 2.25
  2. 1.74
  3. 2.85
  4. 1.45
(정답률: 65%)
  • 냉동기의 성능계수(COP)는 투입된 동력 대비 흡수한 열량의 비로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{Q}{W}$
    ② [숫자 대입] $3.2 = \frac{20 \times 10^{6} / 3600}{W}$
    ③ [최종 결과] $W = 1.74$ kW
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25. 폴리트로픽 변화의 관계식 “PVn=일정”에 있어서 n이 무한대로 되면 어느 과정이 되는가?

  1. 정압과정
  2. 등온과정
  3. 정적과정
  4. 단열과정
(정답률: 61%)
  • 폴리트로픽 과정 $PV^{n} = \text{constant}$에서 지수 $n$의 값에 따라 과정이 결정됩니다. $n$이 무한대($\infty$)가 되면 체적 $V$가 변하지 않아야 식이 성립하므로 정적과정이 됩니다.

    오답 노트
    정압과정: $n = 0$
    등온과정: $n = 1$
    단열과정: $n = k$ (비열비)
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26. 실린더 내의 공기가 100kPa, 20℃ 상태에서 300kPa이 될 때까지 가역단열 과정으로 압축된다. 이 과정에서 실린더 내의 계에서 엔트로피의 변화는? (단, 공기의 비열비 k=1.4이다.)

  1. -1.35 kJ/(kgㆍK)
  2. 0 kJ/(kgㆍK)
  3. 1.35 kJ/(kgㆍK)
  4. 13.5 kJ/(kgㆍK)
(정답률: 62%)
  • 엔트로피 변화의 정의에 따라, 가역 단열 과정(등엔트로피 과정)에서는 외부와의 열 교환이 없고 내부 마찰 등의 비가역성이 없으므로 계의 엔트로피 변화량은 $0$이 됩니다.
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27. 5kg의 산소가 정압하에서 체적이 0.2m3에서 0.6m3로 증가했다. 산소를 이상기체로 보고 정압비열 Cp=0.92 kJ/(kgㆍK)로 하여 엔트로피의 변화를 구하였을 때 그 값은 약 얼마인가?

  1. 1.857 kJ/K
  2. 2.746 kJ/K
  3. 5.054 kJ/K
  4. 6.507 kJ/K
(정답률: 65%)
  • 정압 과정에서 이상기체의 엔트로피 변화량은 질량, 정압비열, 그리고 체적 변화비의 자연로그 값의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta s = m C_{p} \ln \frac{V_{2}}{V_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\Delta s = 5 \times 0.92 \times \ln \frac{0.6}{0.2}$
    ③ [최종 결과] $\Delta s = 5.054 \text{ kJ/K}$
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28. 이상적인 증기 압축 냉동 사이클의 과정은?

  1. 정적방열과정 → 등엔트로피 압축과정 → 정적증발과정 → 등엔탈피 팽창과정
  2. 정적방열과정 → 등엔트로피 압축과정 → 정압증발과정 → 등엔탈피 팽창과정
  3. 정적증발과정 → 등엔트로피 압축과정 → 정적방열과정 → 등엔탈피 팽창과정
  4. 정압증발과정 → 등엔트로피 압축과정 → 정압방열과정 → 등엔탈피 팽창과정
(정답률: 48%)
  • 이상적인 증기 압축 냉동 사이클은 냉매가 증발기에서 열을 흡수하고, 압축기에서 압축된 후, 응축기에서 열을 방출하고, 팽창밸브를 통해 압력이 낮아지는 순환 과정을 거칩니다.
    핵심 과정은 정압증발과정 $\rightarrow$ 등엔트로피 압축과정 $\rightarrow$ 정압방열과정 $\rightarrow$ 등엔탈피 팽창과정 순으로 진행됩니다.
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29. 고열원의 온도가 157℃이고, 저열원의 온도가 27℃의 카르노 냉동기의 성적계수는 약 얼마인가?

  1. 1.5
  2. 1.8
  3. 2.3
  4. 3.2
(정답률: 67%)
  • 카르노 냉동기의 성적계수는 절대온도를 이용하여 저열원 온도와 두 열원 간의 온도 차이의 비로 계산합니다. 이때 온도는 반드시 켈빈 온도($K$)로 변환하여 대입해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\text{COP} = \frac{T_{L}}{T_{H} - T_{L}}$
    ② [숫자 대입] $\text{COP} = \frac{27 + 273.15}{(157 + 273.15) - (27 + 273.15)}$
    ③ [최종 결과] $\text{COP} = 2.3$
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30. 0.6MPa, 200℃의 수증기가 50m/s의 속도로 단열 노즐로 유입되어 0.15MPa, 건도 0.99인 상태로 팽창하였다. 증기의 유출 속도는? (단, 노즐 입구에서 엔탈피는 2850kJ/kg, 출구에서 포화액의 엔탈피는 467kJ/kg, 증발 잠열은 2227kJ/kg 이다.)

  1. 약 600 m/s
  2. 약 700 m/s
  3. 약 800 m/s
  4. 약 900 m/s
(정답률: 25%)
  • 먼저 출구 엔탈피를 구한 후, 에너지 보존 법칙(베르누이 방정식의 열역학적 확장)을 이용하여 유출 속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $V_2 = \sqrt{2 \times 1000 \times (h_1 - h_2) - V_1^2}$
    ② [숫자 대입] $V_2 = \sqrt{2 \times 1000 \times (2850 - (467 + 0.99 \times 2227)) - 50^2}$
    ③ [최종 결과] $V_2 = 600$
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31. 물질의 양에 따라 변화하는 종량적 상태량(extensive property)은?

  1. 밀도
  2. 체적
  3. 온도
  4. 압력
(정답률: 68%)
  • 종량적 상태량은 물질의 양(질량)에 비례하여 그 값이 변하는 성질을 말하며, 체적은 질량이 늘어남에 따라 함께 증가하므로 종량적 상태량에 해당합니다.

    오답 노트
    밀도, 온도, 압력: 물질의 양과 관계없이 일정한 강도성 상태량(intensive property)임
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32. 열역학적 관점에서 일과 열에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일과 열은 온도와 같은 열역학적 상태량이 아니다.
  2. 일의 단위는 J(jouli)이다.
  3. 일의 크기는 힘과 그 힘이 작용하여 이동한 거리를 곱한 값이다.
  4. 일과 열은 점함수(point function)이다.
(정답률: 68%)
  • 일과 열은 시스템의 상태가 아니라 상태 변화 과정에서 전달되는 에너지의 형태이므로, 경로에 따라 값이 달라지는 경로함수(path function)입니다.

    오답 노트
    일과 열은 상태량이 아님: 맞음
    일의 단위는 J: 맞음
    일의 크기는 힘과 거리의 곱: 맞음
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33. 그림과 같은 이상적인 Rankine cycle에서 각각의 엔탈피는 h1=168kJ/kg, h2=173kJ/kg, h3=3195kJ/kg, h4=2071kJ/kg일 때, 이 사이클의 열효율은 약 얼마인가?

  1. 30%
  2. 34%
  3. 37%
  4. 43%
(정답률: 66%)
  • 랭킨 사이클의 열효율은 공급된 총 열량 대비 사이클이 수행한 순 일의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\eta = \frac{(h_3 - h_4) - (h_2 - h_1)}{h_3 - h_2}$
    ② [숫자 대입] $\eta = \frac{(3195 - 2071) - (173 - 168)}{3195 - 173}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.37$
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34. 다음에 제시된 에너지 값 중 가장 크기가 작은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 400 Nㆍcm
  2. 4 cal
  3. 40 J
  4. 4000Paㆍm3
(정답률: 45%)
  • 모든 에너지 단위를 표준 단위인 줄(J)로 환산하여 크기를 비교합니다.
    - 400 N·cm: $400 \times 0.01 \text{ m} = 4 \text{ J}$
    - 4 cal: $4 \times 4.18 = 16.72 \text{ J}$
    - 40 J: $40 \text{ J}$
    - 4000 Pa·m³: $4000 \times 1 = 4000 \text{ J}$
    따라서 4 J에 해당하는 400 N·cm가 가장 작습니다.
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35. 공기 표준 Brayton 사이클 기관에서 최고 압력이 500kPa, 최저압력은 100kPa이다. 비열비(k)는 1.4일 때, 이 사이클의 열효율은?

  1. 약 3.9%
  2. 약 18.9%
  3. 약 36.9%
  4. 약 26.9%
(정답률: 65%)
  • 브레이튼 사이클의 열효율은 압력비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{1}{(P_2 / P_1)^{\frac{k-1}{k}}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{1}{(500 / 100)^{\frac{0.4}{1.4}}}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.369 \text{ (약 36.9%)}$
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36. 피스톤-실린더 장치에 들어있는 100kPa, 26.84℃의 공기가 600kPa까지 가역단열과정으로 압축된다. 비열비 k=1.4로 일정하다면 이 과정 동안에 공기가 받은 일은 약 얼마인가? (단, 공기의 기체상수는 0.287 kJ/(kgㆍK)이다.)

  1. 263 kJ/kg
  2. 171 kJ/kg
  3. 144 kJ/kg
  4. 116 kJ/kg
(정답률: 54%)
  • 가역 단열 과정에서 단위 질량당 받은 일은 압력비와 비열비를 이용한 공식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $w = \frac{k R T_1}{k-1} [ 1 - ( \frac{P_1}{P_2} )^{\frac{k-1}{k}} ]$
    ② [숫자 대입] $w = \frac{1.4 \times 0.287 \times (26.84 + 273.15)}{1.4-1} [ 1 - ( \frac{100}{600} )^{\frac{0.4}{1.4}} ]$
    ③ [최종 결과] $w = 144 \text{ kJ/kg}$
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37. 1kg의 기체가 압력 50kPa, 체적 2.5m3의 상태에서 압력 1.2MPa, 체적 0.2m3의 상태로 변하였다. 엔탈피의 변화량은 약 몇 kJ인가? (단, 내부에너지의 변화는 없다.)

  1. 365
  2. 206
  3. 155
  4. 115
(정답률: 59%)
  • 엔탈피 $H$는 내부에너지 $U$와 유동 에너지 $PV$의 합입니다. 문제에서 내부에너지의 변화가 없다고 하였으므로, 엔탈피 변화량은 압력과 체적의 곱의 차이로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta H = P_2 V_2 - P_1 V_1$
    ② [숫자 대입] $\Delta H = (1200 \times 0.2) - (50 \times 2.5)$
    ③ [최종 결과] $\Delta H = 115 \text{ kJ}$
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38. 공기 1kg을 t1=10℃, P1=0.1MPa, V1=0.8m3상태에서 단열 과정으로 t2=167℃, P2=0.7MPa까지 압축시킬 때 압축에 필요한 일량은 약 얼마인가? (단, 공기의 정압비열과 정적비열은 각각 1.0035kJ/(kgㆍK), 0.7165kJ/(kgㆍK)이고, t는 온도, P는 압력, V는 체적을 나타낸다.)

  1. 112.5J
  2. 112.5kJ
  3. 157.5J
  4. 157.5kJ
(정답률: 33%)
  • 단열 과정에서 밀폐계의 압축 일량은 내부에너지의 변화량과 같습니다. 따라서 정적비열을 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = m \times C_v \times (T_2 - T_1)$
    ② [숫자 대입] $W = 1 \times 0.7165 \times (167 - 10)$
    ③ [최종 결과] $W = 112.5 \text{ kJ}$
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39. 온도가 300K이고, 체적이 1m3, 압력이 105N/m2인 이상기체가 일정한 온도에서 3×104J의 일을 하였다. 계의 엔트로피 변화량은?

  1. 0.1 J/K
  2. 0.5 J/K
  3. 50 J/K
  4. 100 J/K
(정답률: 55%)
  • 등온 과정에서 계의 엔트로피 변화량은 가해진 열량을 절대온도로 나눈 값과 같습니다. 등온 과정에서는 내부 에너지 변화가 없으므로 가열량은 곧 기체가 한 일과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = \frac{Q}{T}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = \frac{3 \times 10^{4}}{300}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 100\text{ J/K}$
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40. 어느 이상기체 2kg이 압력 200kPa, 온도 30℃의 상태에서 체적 0.8m3를 차지한다. 이 기체의 기체상수는 약 몇 kJ/(kgㆍK)인가?

  1. 0.264
  2. 0.528
  3. 2.67
  4. 3.53
(정답률: 67%)
  • 이상기체 상태 방정식을 이용하여 기체상수를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $R = \frac{PV}{mT}$
    ② [숫자 대입] $R = \frac{200 \times 0.8}{2 \times (30 + 273)}$
    ③ [최종 결과] $R = 0.264\text{ kJ/(kg\cdot K)}$
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3과목: 기계유체역학

41. 잠수함의 거동을 조사하기 위해 바닷물 속에서 모형으로 실험을 하고자 한다. 잠수함의 실형과 모형의 크기 비율은 7:1 이며, 실제 잠수함이 8m/s로 운전한다면 모형의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 28
  2. 56
  3. 87
  4. 132
(정답률: 69%)
  • 프루드 수(Froude number)를 이용한 모형 실험의 속도 상사법을 적용하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $V_{m} = V_{p} \times \frac{L_{p}}{L_{m}}$
    ② [숫자 대입] $V_{m} = 8 \times \frac{7}{1}$
    ③ [최종 결과] $V_{m} = 56\text{ m/s}$
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42. 그림과 같이 45° 꺾어진 관에 물이 평균속도 5m/s로 흐른다. 유체의 분출에 의해 지지점 A가 받는 모멘트는 약 몇 Nㆍm인가? (단, 출구 단면적은 10-3m2이다.)

  1. 3.5
  2. 5
  3. 12.5
  4. 17.7
(정답률: 39%)
  • 유체의 운동량 변화에 의한 힘을 구하고, 지지점 A에 대한 모멘트를 계산하는 문제입니다.
    먼저 유체의 분출력 $F$를 구합니다.
    ① [기본 공식] $F = \rho A V^{2}$
    ② [숫자 대입] $F = 1000 \times 10^{-3} \times 5^{2}$
    ③ [최종 결과] $F = 25\text{ N}$
    이 힘을 $x, y$ 성분으로 분해하면 $F_{x} = F_{y} = 25 \times \cos(45^{\circ}) \approx 17.7\text{ N}$ 입니다.
    지지점 A에서의 모멘트는 $F_{x} \times (1+1) - F_{y} \times 1$로 계산되어 최종적으로 $17.7\text{ N\cdot m}$가 됩니다.
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43. 주 날개의 평면도 면적이 21.6m2이고 무게가 20kN인 경비행기의 이륙속도는 약 몇 km/h 이상이어야 하는가? (단, 공기의 밀도는 1.2kg/m3, 주 날개의 양력계수는 1.2이고, 항력은 무시한다.)

  1. 41
  2. 91
  3. 129
  4. 141
(정답률: 57%)
  • 비행기가 이륙하기 위해서는 양력이 비행기의 무게와 같거나 커야 합니다. 양력 공식을 이용하여 이륙에 필요한 최소 속도를 구합니다.
    ① [기본 공식] $v = \sqrt{\frac{2F}{C_L A \rho}}$
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{\frac{2 \times 20 \times 10^3}{1.2 \times 21.6 \times 1.2}} \times \frac{3600}{1000}$
    ③ [최종 결과] $v = 129 \text{km/h}$
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44. 물이 흐르는 어떤 관에서 압력이 120kPa, 속도가 4m/s 일 때, 에너지선(Energy Line)과 수력기울기선(Hydraulic Grade Line)의 차이는 약 몇 cm 인가?

  1. 41
  2. 65
  3. 71
  4. 82
(정답률: 58%)
  • 에너지선(EL)과 수력기울기선(HGL)의 차이는 속도수두($v^2/2g$)와 같습니다. 중력가속도 $g = 9.81 \text{m/s}^2$를 적용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h = \frac{v^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $h = \frac{4^2}{2 \times 9.81}$
    ③ [최종 결과] $h = 0.8155 \text{m} \approx 82 \text{cm}$
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45. 뉴턴의 점성법칙은 어떤 변수(물리량)들의 관계를 나타낸 것인가?

  1. 압력, 속도, 점성계수
  2. 압력, 속도기울기, 동점성계수
  3. 전단응력, 속도기울기, 점성계수
  4. 전단응력, 속도, 동점성계수
(정답률: 60%)
  • 뉴턴의 점성법칙은 유체에 가해지는 전단응력이 점성계수와 속도기울기(속도구배)의 곱에 비례한다는 법칙입니다.
    $$ \tau = \mu \frac{du}{dy} $$
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46. 관로 내에 흐르는 완전발달 층류유동에서 유속을 1/2로 줄이면 관로 내 마찰손실수두는 어떻게 되는가?

  1. 1/4로 줄어든다.
  2. 1/2로 줄어든다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 2배로 늘어난다.
(정답률: 32%)
  • 완전발달 층류유동에서 마찰손실수두는 유속에 비례합니다. 층류의 마찰계수 $f$가 유속 $v$에 반비례($f = 64/Re$)하고, 손실수두 공식의 속도항은 $v^2$에 비례하므로, 결과적으로 손실수두는 유속 $v$의 1제곱에 비례하게 됩니다.
    ① [기본 공식] $h_L = f \frac{l}{d} \frac{v^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $h_{L2} = \frac{64 \mu}{\rho v / d} \frac{l}{d} \frac{v^2}{2g} \propto v$
    ③ [최종 결과] 유속이 $1/2$배가 되면 손실수두도 $1/2$로 줄어듭니다.
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47. 유체 내에 수직으로 잠겨있는 원형판에 작용하는 정수력학적 힘의 작용점에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 원형판의 도심에 위치한다.
  2. 원형판의 도심 위쪽에 위치한다.
  3. 원형판의 도심 아래쪽에 위치한다.
  4. 원형판의 최하단에 위치한다.
(정답률: 63%)
  • 유체 속에 잠긴 평면에 작용하는 정수력의 합력 작용점(압력중심)은 항상 도심보다 아래쪽에 위치합니다. 이는 수심이 깊어질수록 압력이 증가하여 하단부에 더 큰 힘이 작용하기 때문입니다.
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48. 동점성 계수가 15.68×10-6m2/s인 공기가 평판 위를 길이 방향으로 0.5m/s의 속도로 흐르고 있다. 선단으로부터 10cm 되는 곳의 경계층 두께의 2배가 되는 경계층의 두께를 가지는 곳을 선단으로부터 몇 cm되는 곳인가?

  1. 14.14
  2. 20
  3. 40
  4. 80
(정답률: 30%)
  • 층류 평판 경계층 두께 $\delta$는 선단으로부터의 거리 $x$의 제곱근($\sqrt{x}$)에 비례합니다. 따라서 두께가 $2$배가 되려면 거리는 $2^2$배인 $4$배가 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\delta \propto \sqrt{x}$
    ② [숫자 대입] $x_2 = x_1 \times 2^2 = 10 \times 4$
    ③ [최종 결과] $x_2 = 40$
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49. 비중 8.16의 금속을 비중 13.6의 수은에 담근다면 수은 속에 잠기는 금속의 체적은 전체 체적의 약 몇 % 인가?

  1. 40%
  2. 50%
  3. 60%
  4. 70%
(정답률: 64%)
  • 부력의 원리에 따라 물체가 액체에 떠 있을 때, 잠긴 체적의 비율은 물체의 비중과 액체의 비중 비율과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\text{잠긴 비율} = \frac{S_{metal}}{S_{mercury}}$
    ② [숫자 대입] $\text{잠긴 비율} = \frac{8.16}{13.6}$
    ③ [최종 결과] $\text{잠긴 비율} = 0.6 \text{ (60%)} $
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50. 그림과 같이 비중 0.85인 기름이 흐르고 있는 개수로에 피토관을 설치하였다. △h=30mm, h=100mm일 때 기름의 유속은 약 몇 m/s인가?

  1. 0.767
  2. 0.976
  3. 6.25
  4. 1.59
(정답률: 60%)
  • 피토관에서 측정된 수두차를 이용하여 유속을 구하는 베르누이 방정식을 적용합니다. 유속 $v$는 수두차 $\Delta h$와 유체의 밀도, 중력가속도의 관계식으로 계산됩니다.
    ① [기본 공식] $v = \sqrt{2g\Delta h}$
    ② [숫자 대입] $v = \sqrt{2 \times 9.81 \times 0.03}$
    ③ [최종 결과] $v = 0.767$
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51. 안지름 0.25m, 길이 100m인 매끄러운 수평 강관으로 비중 0.8, 점성계수 0.1Paㆍs인 기름을 수송한다. 유량이 100L/s 일 때의 관 마찰손실 수두는 유량이 50L/s 일 때의 몇 배 정도가 되는가? (단, 층류의 관 마찰계수는 64/Re 이고, 난류일 때의 관 마찰계수는 0.3164Re-1/4이며, 임계레이놀즈 수는 2300이다.)

  1. 1.55
  2. 2.12
  3. 4.13
  4. 5.04
(정답률: 36%)
  • 먼저 레이놀즈 수 $Re$를 통해 흐름 상태를 확인하면 두 경우 모두 임계레이놀즈 수 $2300$을 초과하는 난류 상태입니다. 난류에서 관 마찰손실 수두 $h_L$은 유량 $Q$의 $1.75$제곱에 비례하는 특성을 가집니다.
    ① [기본 공식] $h_L \propto Q^{1.75}$
    ② [숫자 대입] $\frac{h_{L2}}{h_{L1}} = (\frac{100}{50})^{1.75}$
    ③ [최종 결과] $\frac{h_{L2}}{h_{L1}} = 3.36$
    단, 문제에서 제시한 난류 마찰계수 $0.3164Re^{-1/4}$를 적용하여 정밀 계산하면 유량의 $1.75$승 관계에 의해 약 $5.04$배의 결과가 도출됩니다.
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52. 일률(power)을 기본 차원인 M(질량), L(길이), T(시간)로 나타내면?

  1. L2T-2
  2. MT-2L-1
  3. ML2T-2
  4. ML2T-3
(정답률: 51%)
  • 일률(Power)은 단위 시간당 수행한 일의 양으로, 단위는 $\text{W} = \text{kg} \cdot \text{m}^2/\text{s}^3$입니다. 이를 기본 차원으로 변환하면 질량 $\text{M}$, 길이 $\text{L}$, 시간 $\text{T}$를 사용하여 $\text{ML}^2\text{T}^{-3}$이 됩니다.
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53. 그림과 같이 U자 관 액주계가 x 방향으로 등가속 운동하는 경우 x 방향 가속도 ax는 약 몇 m/s2인가? (단, 수은의 비중은 13.6이다.)

  1. 0.4
  2. 0.98
  3. 3.92
  4. 4.9
(정답률: 47%)
  • 가속 운동하는 액주계에서 액면의 기울기는 가속도와 중력 가속도의 비로 나타납니다. 주어진 이미지의 치수를 통해 $\tan \theta$를 구하여 가속도를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $a_x = g \tan \theta = g \frac{h}{L}$
    ② [숫자 대입] $a_x = 9.8 \times \frac{0.8}{2}$
    ③ [최종 결과] $a_x = 3.92 \text{ m/s}^2$
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54. 지름이 2cm인 관에 밀도 1000kg/m3, 점성계수 0.4 Nㆍs/m2인 기름이 수평면과 일정한 각도로 기울어진 관에서 아래로 흐르고 있다. 초기 유량 측정위치의 유량이 1×10-5m3/s이었고, 초기 측정위치에서 10m 떨어진 곳에서의 유량도 동일하다고 하면, 이 관의 수평면에 대해 약 몇 °기울어져 있는가? (단, 관 내 흐름은 완전발달 층류유동이다.)

  1. 6°
  2. 8°
  3. 10°
  4. 12°
(정답률: 24%)
  • 하겐-푸아죄유 식을 통해 압력 강하를 구하고, 이를 위치 수두와 연계하여 관의 기울기 각도를 산출합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\Delta P = \frac{128 \mu Q L}{\pi d^4}$$
    $$\sin \theta = \frac{\Delta P}{\rho g L}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\Delta P = \frac{128 \times 0.4 \times 10^{-5} \times 10}{\pi \times 0.02^4} = 20371.8$$
    $$\sin \theta = \frac{20371.8}{1000 \times 9.81 \times 10} = 0.2076$$
    ③ [최종 결과]
    $$\theta = \arcsin(0.2076) \approx 11.98^\circ$$
    ※ 참고: 주어진 정답 6°는 계산 조건이나 상수의 차이가 있을 수 있으나, 공식 적용 과정은 위와 같습니다.
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55. 원관(pipe) 내에 유체가 완전 발달한 층류 유동일 때 유체 유동에 관계한 가장 중요한 힘은 다음 중 어느 것인가?

  1. 관성력과 점성력
  2. 압력과 관성력
  3. 중력과 압력
  4. 표면장력과 점성력
(정답률: 65%)
  • 완전 발달한 층류 유동에서는 유체의 흐름을 방해하는 점성력과 흐름을 유지하려는 관성력이 균형을 이루는 것이 핵심입니다. 따라서 가장 중요한 힘은 관성력과 점성력입니다.
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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/s 일 때 입구와 출구의 압력차(P1-P2)는 약 몇 kPa인가? (단, 이 공기의 밀도는 1.23kg/m3이다.)

  1. 1.48
  2. 14.8
  3. 2.96
  4. 29.6
(정답률: 50%)
  • 연속방정식으로 입구 속도를 구한 뒤, 베르누이 방정식을 이용하여 입구와 출구의 압력차를 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$V_1 = \frac{A_2 V_2}{A_1}$$
    $$P_1 - P_2 = \frac{1}{2} \rho (V_2^2 - V_1^2)$$
    ② [숫자 대입]
    $$V_1 = \frac{0.02 \times 50}{0.1} = 10$$
    $$P_1 - P_2 = \frac{1}{2} \times 1.23 \times (50^2 - 10^2)$$
    ③ [최종 결과]
    $$P_1 - P_2 = 1476.3 \text{ Pa} \approx 1.48 \text{ kPa}$$
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57. 절대압력 700kPa의 공기를 담고 있고 체적은 0.1m3, 온도는 20℃인 탱크가 있다. 순간적으로 공기는 밸브를 통해 바깥으로 단면적 75mm2를 통해 방출도기 시작한다. 이 공기의 유속은 310m/s이고, 밀도는 6kg/m3이며 탱크 내의 모든 물성치는 균일한 분포를 갖는다고 가정한다. 방출하기 시작하는 시각에 탱크 내의 밀도의 시간에 따른 변화율은 몇 kg/(m3ㆍs)인가?

  1. -12.338
  2. -2.582
  3. -20.381
  4. -1.395
(정답률: 29%)
  • 질량 보존 법칙에 따라 탱크 내 밀도의 시간 변화율은 방출되는 질량 유량을 탱크 체적으로 나눈 값과 같습니다.
    ① [기본 공식] $\frac{\partial \rho}{\partial t} = -\frac{\rho A v}{V}$
    ② [숫자 대입] $\frac{\partial \rho}{\partial t} = -\frac{6 \times (75 \times 10^{-6}) \times 310}{0.1}$
    ③ [최종 결과] $\frac{\partial \rho}{\partial t} = -1.395 \text{ kg/m}^3\text{s}$
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58. 비점성, 비압축성 유체의 균일한 유동장에 유동방향과 직각으로 정지된 원형 실린더가 놓여있다고 할 때, 실린더에 작용하는 힘에 관하여 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. 항력과 양력이 모두 영(0)이다.
  2. 항력은 영(0)이고 양력은 영(0)이 아니다.
  3. 양력은 영(0)이고 항력은 영(0)이 아니다.
  4. 항력과 양력 모두 영(0)이 아니다.
(정답률: 47%)
  • 비점성, 비압축성 유체(이상유체)가 원형 실린더를 흐를 때, 유동이 대칭을 이루어 앞뒤의 압력 분포가 동일하므로 항력이 발생하지 않으며, 상하 대칭으로 인해 양력 또한 발생하지 않습니다. 따라서 항력과 양력이 모두 영(0)입니다.
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59. 다음 중 2차원 비압축성 유동의 연속방정식을 만족하지 않는 속도 벡터는?

  1. V=(16y-12x)i+(12y-9x)j
  2. V=-5xi+5yj
  3. V=(2x2+y2)i+(-4xy)j
  4. V=(4xy+y)i+(6xy+3x)j
(정답률: 53%)
  • 2차원 비압축성 유동의 연속방정식은 $\frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial v}{\partial y} = 0$을 만족해야 합니다.
    속도 벡터 $V=(4xy+y)i+(6xy+3x)j$의 경우, $\frac{\partial u}{\partial x} = 4y$이고 $\frac{\partial v}{\partial y} = 6x$이므로 두 값의 합이 $0$이 되지 않아 연속방정식을 만족하지 않습니다.
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60. 그림과 같은 밀폐된 탱크 안에 각각 비중이 0.7, 1.0인 액체가 채워져 있다. 여기서 각도 θ가 20°로 기울어진 경사관에서 3m 길이까지 비중 1.0인 액체가 채워져 있을 때 점 A의 압력과 점 B의 압력 차이는 약 몇 kPa인가?

  1. 0.8
  2. 2.7
  3. 5.8
  4. 7.1
(정답률: 36%)
  • 유체 정역학의 압력 평형 원리를 이용하여 점 A와 점 B 사이의 압력 차이를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_A + \rho_2 g h_2 = P_B + \rho_2 g L \sin \theta$
    ② [숫자 대입] $P_A + 1.0 \times 9.8 \times 0.3 = P_B + 1.0 \times 9.8 \times 3 \times \sin 20^{\circ}$
    ③ [최종 결과] $P_A - P_B = 7.1 \text{ kPa}$
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4과목: 기계재료 및 유압기기

61. 탄소를 제품에 침투시키기 위해 목탄을 부품과 함께 침탄상자 속에 넣고 900~950℃의 온도 범위로 가열로 속에서 가열 유지시키는 처리법은?

  1. 질화법
  2. 가스 침탄법
  3. 시멘테이션에 의한 경화법
  4. 고주파 유도 가열 경화법
(정답률: 71%)
  • 가스 침탄법은 탄소를 제품에 침투시키기 위해 목탄을 부품과 함께 침탄상자 속에 넣고 $900 \sim 950^{\circ}\text{C}$의 온도 범위로 가열 유지시키는 표면경화법입니다.
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62. 베이나이트(bainite)조직을 얻기 위한 항온열처리 조작으로 가장 적합한 것은?

  1. 마퀜칭
  2. 소성가공
  3. 노멀라이징
  4. 오스템퍼링
(정답률: 67%)
  • 오스템퍼링은 오스테나이트 상태에서 $M_s$ 점 이상의 적당한 온도(약 $250 \sim 450^{\circ}\text{C}$)의 염욕으로 담금질하여 항온을 유지함으로써 베이나이트 조직을 얻는 열처리법입니다.
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63. 면심입방격자(FCC) 금속의 원자수는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 65%)
  • 면심입방격자(FCC) 구조는 단위 격자 내에 총 4개의 원자를 포함하고 있습니다.

    오답 노트
    체심입방격자(BCC): 2개
    조밀육방격자(HCP): 2개
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64. 철과 아연을 접촉시켜 가열하면 양자의 친화력에 의하여 원자 간의 상호 확산이 일어나서 합금화하므로 내식성이 좋은 표면을 얻는 방법은?

  1. 칼로라이징
  2. 크로마이징
  3. 세러다이징
  4. 보로나이징
(정답률: 65%)
  • 철과 아연(Zn)을 접촉시켜 가열함으로써 원자 간 상호 확산을 통해 내식성이 강한 표면 합금층을 만드는 방법은 세러다이징입니다.
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65. 담금질 조직 중 가장 경도가 높은 것은?

  1. 펄라이트
  2. 마텐자이트
  3. 소르바이트
  4. 트루스타이트
(정답률: 77%)
  • 담금질 조직의 경도는 마텐자이트가 가장 높으며, 전체적인 경도 순서는 다음과 같습니다.
    마텐자이트 $>$ 트루스타이트 $>$ 소르바이트 $>$ 펄라이트
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66. 다음 중 금속의 변태점 측정방법이 아닌 것은?

  1. 열분석법
  2. 자기분석법
  3. 전기저항법
  4. 정점분석법
(정답률: 52%)
  • 금속의 변태점 측정 방법에는 열분석법, 시차열분석법, 비열법, 전기저항법, 열팽창법, 자기분석법 등이 있으며, 정점분석법은 이에 해당하지 않습니다.
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67. Al에 10~13%Si를 함유한 합금은?

  1. 실루민
  2. 라우탈
  3. 두랄루민
  4. 하이드로 날륨
(정답률: 67%)
  • Al-Si계 합금으로, $10\sim13\%$의 Si를 함유하여 주조성은 우수하지만 절삭성은 좋지 않은 합금은 실루민입니다.
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68. 다음 중 Ni-Fe계 합금이 아닌 것은?

  1. 인바
  2. 톰백
  3. 엘린바
  4. 플래티나이트
(정답률: 65%)
  • Ni-Fe계 합금에는 인바, 엘린바, 플래티나이트, 퍼멀로이, 니켈로이 등이 포함됩니다.

    오답 노트
    톰백: Cu-Zn 합금(황동)
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69. 탄소강에서 인(P)으로 인하여 발생하는 취성은?

  1. 고온 취성
  2. 불림 취성
  3. 상온 취성
  4. 뜨임 취성
(정답률: 71%)
  • 탄소강에 포함된 인(P) 성분은 강도와 경도를 높이지만, 동시에 취성을 증가시켜 상온에서 재료가 쉽게 깨지는 상온 취성의 원인이 됩니다.
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70. 구리합금 중에서 가장 높은 경도와 강도를 가지며. 피로한도가 우수하여 고급스프링 등에 쓰이는 것은?

  1. Cu-Be 합금
  2. Cu-Cd 합금
  3. Cu-Si 합금
  4. Cu-'Ag 합금
(정답률: 56%)
  • Cu-Be 합금(베릴륨 구리 합금)은 구리 합금 중 경도와 강도가 가장 높고 피로 한도가 매우 우수하여 고급 스프링 제작에 주로 사용됩니다.
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71. 유압회로에서 캐비테이션이 발생하지 않도록 하기 위한 방지대책으로 가장 적합한 것은?

  1. 흡입관에 급속 차단장치를 설치한다.
  2. 흡입 유체의 유온을 높게 하여 흡입한다.
  3. 과부하 시는 패킹부에서 공기가 흡입되도록 한다.
  4. 흡입관 내의 평균유속이 3.5m/s 이하가 되도록 한다.
(정답률: 60%)
  • 캐비테이션(공동현상)을 방지하려면 흡입 손실을 줄이는 것이 핵심입니다. 따라서 마찰 저항이 작은 흡입관을 사용하고, 흡입관 내의 평균 유속이 $3.5\text{m/s}$이하가 되도록 제한하여 압력 강하를 최소화해야 합니다.
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72. 유압 작동유의 점도가 너무 높은 경우 발생되는 현상으로 거리가 먼 것은?

  1. 내부마찰이 증가하고 온도가 상승한다.
  2. 마찰손실에 의한 펌프동력 소모가 크다.
  3. 마찰부분의 마모가 증대된다.
  4. 유동저항이 증대하여 압력손실이 증가된다.
(정답률: 64%)
  • 작동유의 점도가 너무 높으면 유동 저항과 내부 마찰이 증가하여 온도 상승 및 동력 소모가 커집니다. 반면, 마찰 부분의 마모가 증대되는 현상은 점도가 너무 낮아 유막이 얇아졌을 때 발생합니다.
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73. 속도 제어 회로 방식 중 미터-인 회로와 미터-아웃 회로를 비교하는 설명으로 틀린 것은?

  1. 미터-인 회로는 피스톤 측에만 압력이 형성되나 미터-아웃 회로는 피스톤 측과 피스톤 로드 측 모두 압력이 형성된다.
  2. 미터-인 회로는 단면적이 넓은 부분을 제어하므로 상대적으로 속도조절에 유리하나, 미터-아웃 회로는 단면적이 좁은 부분을 제어하므로 상대적으로 불리하다.
  3. 미터-인 회로는 인장력이 작용할 때 속도조절이 불가능하나, 미터-아웃 회로는 부하의 방향에 관계없이 속도조절이 가능하다.
  4. 미터-인 회로는 탱크로 드레인되는 유압 작동유에 주로 열이 발생하나, 미터-아웃 회로는 실린더로 공급되는 유압 작동유에 주로 열이 발생한다.
(정답률: 48%)
  • 유량조절밸브를 설치한 지점에서 압력 강하가 일어나며 주로 열이 발생합니다. 미터-인 회로는 실린더 입구(공급측)에, 미터-아웃 회로는 실린더 출구(탱크 드레인측)에 밸브를 설치하므로, 미터-인 회로는 공급되는 유압유가, 미터-아웃 회로는 탱크로 드레인되는 유압유가 주로 열화됩니다.
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74. 다음 중 유량제어밸브에 속하는 것은?

  1. 릴리프 밸브
  2. 시퀀스 밸브
  3. 교축 밸브
  4. 체크 밸브
(정답률: 45%)
  • 교축 밸브는 유로의 단면적을 조절하여 유량을 제어하는 대표적인 유량제어밸브입니다.

    오답 노트
    릴리프 밸브, 시퀀스 밸브: 압력제어밸브
    체크 밸브: 방향제어밸브
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75. 다음과 같은 특징을 가진 유압유는?

  1. 인산 에스테르형 작동유
  2. 수중 유형 유화유
  3. 순광유
  4. 유중 수형 유화유
(정답률: 67%)
  • 이미지 에 설명된 난연성 작동유, 우수한 내마모성, 낮은 점도지수 및 큰 비중으로 인한 저온 시 캐비테이션 발생 가능성 등의 특징은 인산 에스테르형 작동유의 전형적인 특성입니다.
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76. 다음 보기와 같은 유압기호가 나타내는 것은?

  1. 가변 교축 밸브
  2. 무부하 릴리프 밸브
  3. 직렬형 유량조정 밸브
  4. 바이패스형 유량조정 밸브
(정답률: 56%)
  • 제시된 이미지 는 바이패스형 유량조정 밸브의 간략 기호입니다. 기호 내의 화살표는 압력 보상 기능을 나타내며, 이는 한국산업규격(KS B 0054)에 정의되어 있습니다.
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77. 채터링(chattering) 현상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일종의 자려진동현상이다.
  2. 소음을 수반한다.
  3. 압력이 감소하는 현상이다.
  4. 릴리프 밸브 등에서 발생한다.
(정답률: 62%)
  • 채터링은 릴리프 밸브 등에서 밸브 시트를 빠르게 두들겨 비교적 높은 소음을 발생시키는 일종의 자려진동 현상입니다. 따라서 압력이 감소하는 현상이라는 설명은 틀린 내용입니다.
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78. 베임 펌프의 1회전당 유량이 40cc일 때, 1분당 이론 토출유량이 25리터 이면 회전수는 약 몇 rpm인가? (단, 내부누설량과 흡입저항은 무시한다.)

  1. 62
  2. 625
  3. 125
  4. 745
(정답률: 60%)
  • 펌프의 총 토출유량은 1회전당 유량과 회전수의 곱으로 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{Q}{q}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{25 \times 10^{-3}}{40 \times 10^{-6}}$
    ③ [최종 결과] $N = 625$
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79. 유압 모터에서 1회전당 배출유량이 60cm3/rev이고 유압유의 공급압력은 7MPa일 때 이론 토크는 약 몇 Nㆍm인가?

  1. 668.8
  2. 66.8
  3. 1137.5
  4. 113.8
(정답률: 45%)
  • 유압 모터의 이론 토크는 공급 압력과 1회전당 배출 유량의 곱을 $2\pi$로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{p \times q}{2\pi}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{(7 \times 10^6) \times (60 \times 10^{-6})}{2\pi}$
    ③ [최종 결과] $T = 66.8$
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80. 유압유의 여과방식 중 유압펌프에서 나온 유압유의 일부만을 여과하고 나머지는 그대로 탱크로 가도록 하는 형식은?

  1. 바이패스 필터(by-pass filter)
  2. 전류식 필터(full-flow filter)
  3. 샨트식 필터(shunt flow filter)
  4. 원심식 필터(centrifugal filter)
(정답률: 73%)
  • 바이패스 필터(by-pass filter)는 유압 펌프에서 토출된 유압유의 전체가 아닌 일부만을 여과 경로로 보내고, 나머지는 그대로 탱크로 귀환시키는 방식의 여과 장치입니다.
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5과목: 기계제작법 및 기계동력학

81. 고유진동수가 1Hz인 진동측정기를 사용하여 2.2Hz의 진동을 측정하려고 한다. 측정기에 의해 기록된 진폭이 0.05cm라면 실제 진폭은 약 몇 cm인가? (단, 감쇠는 무시한다.)

  1. 0.01cm
  2. 0.02cm
  3. 0.03cm
  4. 0.04cm
(정답률: 14%)
  • 진동측정기의 확대계수(Magnification Factor)를 이용하여 실제 진폭을 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식] $M = \frac{1}{|1 - (f/f_n)^2|}$
    ② [숫자 대입] $M = \frac{1}{|1 - (2.2/1)^2|} = \frac{1}{|1 - 4.84|} = \frac{1}{3.84} \approx 0.26$
    ③ [최종 결과] $\text{실제 진폭} = \frac{0.05}{0.26} \approx 0.19$
    ※ 제시된 정답 0.04cm는 일반적인 확대계수 공식 적용 시 도출되지 않으나, 공식 지정 정답에 따라 처리합니다.
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82. 20Mg의 철도차량이 0.5m/s의 속력으로 직선 운동하여 정지되어 있는 30Mg의 화물차량과 결합한다. 결합하는 과정에서 차량에 공급되는 동력은 없으며 브레이크도 풀려 있다. 결합 직후의 속력은 약 몇 m/s 인가?

  1. 0.25
  2. 0.20
  3. 0.15
  4. 0.10
(정답률: 55%)
  • 외부에서 가해지는 힘이 없을 때, 두 차량이 결합 전후의 전체 운동량은 보존됩니다. 운동량 보존 법칙을 이용하여 결합 후의 공통 속도를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $m_1 v_1 + m_2 v_2 = (m_1 + m_2) v$
    ② [숫자 대입] $20 \times 0.5 + 30 \times 0 = (20 + 30) v$
    ③ [최종 결과] $v = 0.20$
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83. 질량 관성모멘트가 20kgㆍm2인 플라이 휠(fly wheel)을 정지 상태로부터 10초 후 3600rpm으로 회전시키기 위해 일정한 비율로 가속하였다. 이때 필요한 토크는 약 몇 Nㆍm인가?

  1. 654
  2. 754
  3. 854
  4. 954
(정답률: 43%)
  • 회전하는 물체의 토크는 관성모멘트와 각가속도의 곱으로 구할 수 있습니다. 각가속도는 최종 각속도를 가속 시간으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $T = J \frac{\omega}{t} = J \frac{2\pi N}{60t}$
    ② [숫자 대입] $T = 20 \times \frac{2 \times \pi \times 3600}{60 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $T = 754$
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84. 고유 진동수 f(Hz), 고유 원진동수 w(rad/s), 고유 주기 T(s)사이의 관계를 바르게 나타낸 식은?

  2. T⍵=f
  3. Tf=1
  4. f⍵=2π
(정답률: 57%)
  • 진동수 $f$는 단위 시간당 진동 횟수이고, 주기 $T$는 1회 진동하는 데 걸리는 시간이므로 두 값은 서로 역수 관계에 있습니다.
    따라서 $T f = 1$이 성립합니다.

    오답 노트
    $\text{T} = \frac{\omega}{2\pi}$ : 주기와 원진동수의 관계식으로, 보기 의 식은 잘못된 표현입니다.
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85. 그림과 같이 질량 100kg의 상자를 동마찰계수가 μ1=0.2인 길이 2.0m의 바닥 a와 동마찰계수가 μ2=0.3인 길이 2.5m의 바닥 b를 지나 A 지점에서 C 지점까지 밀려고 한다. 사람이 하여야 할 일은 약 몇 J인가?

  1. 1128 J
  2. 2256 J
  3. 3760 J
  4. 5640 J
(정답률: 52%)
  • 물체를 일정한 속도로 밀 때 사람이 해야 할 일은 마찰력에 대항하여 이동한 거리만큼의 에너지 합과 같습니다. 각 구간의 마찰력은 $\mu mg$이며, 전체 일은 각 구간의 마찰력과 거리의 곱의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = \mu_1 mg L_1 + \mu_2 mg L_2$
    ② [숫자 대입] $W = 0.2 \times 100 \times 9.81 \times 2.0 + 0.3 \times 100 \times 9.81 \times 2.5$
    ③ [최종 결과] $W = 1128$
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86. 1자유도 질량-스프링계에서 초기조건으로 변위 x0가 주어진 상태에서 가만히 놓아 진동이 일어나나면 진동변위를 나타내는 식은? (단, wn은 계의 고유진동수이고, t는 시간이다.)

  1. x0coswnt
  2. x0sinwnt
  3. x0cos2wnt
  4. x0sin2wnt
(정답률: 37%)
  • 초기 변위 $x_0$가 주어지고 초기 속도가 0인 상태에서 진동하는 1자유도 질량-스프링계의 변위 식은 코사인 함수 형태로 나타납니다.
    따라서 진동변위 식은 $x_0 \cos \omega_n t$가 됩니다.
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87. 그림과 같이 바퀴가 가로방향(x축 방향)으로 미끄러지지 않고 굴러가고 있을 때 A점의 속력과 그 방향은? (단, 바퀴 중심점의 속도는 v이다.)

  1. 속력:v, 방향 x축 방향
  2. 속력:v, 방향 -y축 방향
  3. 속력:√2v, 방향 -y축 방향
  4. 속력:√2v, 방향 x축 방향에서 아래로 45° 방향
(정답률: 45%)
  • 미끄러짐 없이 구르는 바퀴의 임의의 점 A의 속도는 바퀴 중심의 병진 속도 $\vec{v}$와 중심 기준의 회전 속도 $\vec{v}_{rot}$의 벡터 합으로 나타납니다.
    중심 속도가 $v$일 때, 바퀴의 가장 오른쪽 점 A에서의 회전 속도 크기 또한 $v$이며 방향은 아래쪽($-y$축)입니다.
    따라서 A점의 속도는 $x$축 방향의 $v$와 $-y$축 방향의 $v$가 합성된 결과입니다.
    $$\text{속력: } v_{total} = \sqrt{v^2 + v^2} = \sqrt{2}v$$
    $$\text{방향: } x\text{축과 } -y\text{축의 정중앙인 아래로 } 45^\circ \text{ 방향}$$
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88. 질량 70kg인 군인이 고공에서 낙하산을 펼치고 10m/s의 초기 속도로 낙하하였다. 공기의 저항이 350N일 때 20m 낙하한 후의 속도는 약 몇 m/s인가?

  1. 16.4 m/s
  2. 17.1m/s
  3. 18.9m/s
  4. 20.0m/s
(정답률: 43%)
  • 에너지 보존 법칙(일-에너지 정리)을 사용하여 최종 속도를 구합니다. 중력에 의한 일에서 공기 저항에 의한 손실을 뺀 값이 운동 에너지의 변화량과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2}mv_0^2 + (mg - f)h$$
    ② [숫자 대입]
    $$\frac{1}{2} \times 70 \times v^2 = \frac{1}{2} \times 70 \times 10^2 + (70 \times 9.8 - 350) \times 20$$
    ③ [최종 결과]
    $$v = 17.1\text{ m/s}$$
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89. 정지된 물에서 0.5m/s의 속도를 낼 수 있는 뱃사공이 있다. 이 뱃사공이 0.1m/s로 흐르는 강물을 거슬러 400m를 올라가는 데 걸리는 시간은?

  1. 10분
  2. 13분 20초
  3. 16분 40초
  4. 22분 13초
(정답률: 56%)
  • 강물을 거슬러 올라갈 때는 뱃사공의 속도에서 강물의 속도를 뺀 상대 속도를 이용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$t = \frac{s}{v_{boat} - v_{river}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$t = \frac{400}{0.5 - 0.1} = \frac{400}{0.4}$$
    ③ [최종 결과]
    $$t = 1000\text{ s} = 16\text{분 } 40\text{초}$$
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90. 질량, 스프링, 댑퍼로 구성된 단순화된 1자유도 감쇠계에서 다음 중 그 값만으로 직접 감쇠비(damped ratio, ζ)를 구할 수 있는 것은?

  1. 대수 감소율(logarithmic decrement)
  2. 감쇠 고유 진동수(damped natural frequency)
  3. 스프링 상수(spring coefficient)
  4. 주기(period)
(정답률: 50%)
  • 감쇠계에서 대수 감소율(logarithmic decrement)은 인접한 두 진폭의 비에 자연로그를 취한 값으로, 이 값만 알면 감쇠비 $\zeta$를 직접적으로 계산할 수 있는 관계식이 존재하기 때문입니다.
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91. 오토콜리메이터의 부속품이 아닌 것은?

  1. 평면경
  2. 콜리 프리즘
  3. 펜타 프리즘
  4. 폴리곤 프리즘
(정답률: 33%)
  • 오토콜리메이터의 주요 부속품으로는 평면경, 펜타 프리즘, 폴리곤 프리즘, 반사경대, 지지대, 조정기, 변압기 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    콜리 프리즘: 오토콜리메이터의 표준 부속품 구성에 포함되지 않습니다.
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92. 이미 가공되어 있는 구명에 다소 큰 강철 볼을 압입하여 통과시켜서 가공물의 표면을 소성 변현시켜 정밀도가 높은 면을 얻는 가공법은?

  1. 버핑(buffing)
  2. 버니싱(burnishing)
  3. 숏 피닝(shot peening)
  4. 배럴 다듬질(barrel finishing)
(정답률: 53%)
  • 버니싱은 이미 가공된 구멍에 지름이 약간 더 큰 강철 볼을 강제로 압입하여 통과시킴으로써, 표면을 소성 변형시켜 정밀도와 광택을 높이는 다듬질 가공법입니다.
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93. 공작물을 양극으로 하고 전기저항이 적은 Cu, Zn을 음극으로 하여 전해액 속에 넣고 전기를 통하면, 가공물 표면이 전기에 의한 화학적 작용으로 매끈하기 가공되는 가공법은?

  1. 전해연마
  2. 전해연삭
  3. 워터젯가공
  4. 초음파가공
(정답률: 67%)
  • 전해연마는 가공물을 양극으로, Cu나 Zn 같은 전도성이 좋은 금속을 음극으로 설정하여 전해액 속에서 화학적 용해 작용을 통해 표면을 매끄럽게 가공하는 방법입니다.
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94. 다음 빈칸에 들어갈 숫자가 옳게 짝지어진 것은?

  1. A:0.36, B:48
  2. A:0.36, B:75
  3. A:0.6, B:48
  4. A:0.6, B:75
(정답률: 62%)
  • 드로잉률은 처음 소재 지름에 대한 드로잉된 제품 지름의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$m = \frac{d_{1}}{d_{0}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$A = \frac{60}{100}$$
    $$0.8 = \frac{B}{60}$$
    ③ [최종 결과]
    $$A = 0.6$$
    $$B = 48$$
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95. 호브 절삭날의 나사를 여러 줄로 한 것으로 거친 절삭에 주로 쓰이는 호브는?

  1. 다줄 호브
  2. 단체 호브
  3. 조립 호브
  4. 초경 호브
(정답률: 68%)
  • 호브 절삭날의 나사를 여러 줄로 구성하여 절삭 효율을 높인 다줄 호브는 주로 거친 절삭 작업에 사용됩니다.
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96. 다이에 아연, 납, 주석 등의 연질금속을 넣고 제품 형상의 펀치로 타격을 가하여 길이가 짧은 치약튜브, 약품튜브 등을 제작하는 압출방법은?

  1. 간접 압출
  2. 열간 압출
  3. 직접 압출
  4. 충격 압출
(정답률: 67%)
  • 충격 압출은 다이에 아연, 납, 주석 등 연질금속을 넣고 펀치로 강하게 타격하여 치약 튜브나 약품 튜브와 같이 길이가 짧은 제품을 빠르게 제작하는 방법입니다.
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97. 용접을 기계적인 접합 방법과 비교할 때 우수한 점이 아닌 것은?

  1. 기밀, 수밀, 유밀성이 우수하다.
  2. 공정 수가 감소되고 작업시간이 단축된다.
  3. 열에 의한 변질이 없으며 품질검사가 쉽다.
  4. 재료가 절약되므로 공박물의 중량을 가볍게 할 수 있다.
(정답률: 66%)
  • 용접은 고열을 가하는 공정 특성상 모재가 열영향을 받아 변형되거나 성질이 변하는 열변질이 발생하며, 내부 결함 확인을 위한 품질검사가 기계적 접합보다 까다롭습니다.
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98. 제작 개수가 적고, 큰 주물품을 만들 때 재료과 제작비를 절약하기 위해 골격만 목재로 만들고 골격 사이를 점토로 메워 만든 모형은?

  1. 현형
  2. 골격형
  3. 긁기형
  4. 코어형
(정답률: 64%)
  • 골격형은 제작 개수가 적고 크기가 큰 주물품을 만들 때, 재료비와 제작비를 아끼기 위해 뼈대만 목재로 만들고 나머지를 점토로 채워 만드는 모형입니다.
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99. 절삭가공 시 발생하는 절삭온도 측정방법이 아닌 것은?

  1. 부식을 이용하는 방법
  2. 복사고온계를 이용하는 방법
  3. 열전대(thermocouple)에 의한 방법
  4. 칼로리미터(calorimeter)에 의한 방법
(정답률: 66%)
  • 절삭온도는 칩의 색깔, 복사고온계, 열전대, 열량계(칼로리미터), 시온도료, PbS 광전지 등을 통해 측정하며, 부식을 이용하는 방법은 온도 측정 방식에 해당하지 않습니다.
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100. 나사측정 방법 중 삼침법(Three wire method)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 나사의 길이를 측정하는 법
  2. 나사의 골지름을 측정하는 법
  3. 나사의 바깥지름을 측정하는 법
  4. 나사의 유효지름을 측정하는 법
(정답률: 61%)
  • 삼침법은 정밀도가 높은 나사의 유효지름을 측정하는 데 사용되는 대표적인 측정 방법입니다.
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