일반기계기사 필기 기출문제복원 (2021-03-07)

일반기계기사 2021-03-07 필기 기출문제 해설

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일반기계기사
(2021-03-07 기출문제)

목록

1과목: 재료역학

1. 길이 500mm, 지름 16mm의 균일한 강봉의 양 끝에 12kN의 축 방향 하중이 작용하여 길이는 300μm가 증가하고 지름은 2.4μm가 감소하였다. 이 선형 탄성 거동하는 봉 재료의 프와송 비는?

  1. 0.22
  2. 0.25
  3. 0.29
  4. 0.32
(정답률: 80%)
  • 프와송 비는 가로 변형률과 세로 변형률의 비로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\nu = \frac{\epsilon_{lateral}}{\epsilon_{longitudinal}}$
    ② [숫자 대입] $\nu = \frac{0.0024 / 16}{0.3 / 500}$
    ③ [최종 결과] $\nu = 0.25$
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2. 지름 20mm인 구리합금 봉에 30kN의 축 방향 인장하중이 작용할 때 체적 변형률은 약 얼마인가? (단, 세로탄성계수는 100GPa, 프와송 비는 0.3 이다.)

  1. 0.38
  2. 0.038
  3. 0.0038
  4. 0.00038
(정답률: 58%)
  • 인장하중을 받는 봉의 체적 변형률은 세로 변형률과 프와송 비의 관계로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\epsilon_v = \frac{P}{AE}(1 - 2\mu)$
    ② [숫자 대입] $\epsilon_v = \frac{30 \times 10^3}{(\pi \times 10^4) \times (100 \times 10^9)}(1 - 2 \times 0.3)$
    ③ [최종 결과] $\epsilon_v = 0.00038$
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3. 그림과 같이 균일단면 봉이 100kN의 압축하중을 받고 있다. 재료의 경사 단면 Z-Z에 생기는 수직응력 σn, 전단응력 τn의 값은 각각 몇 MPa 인가? (단, 균일 단면 봉의 단면적은 1000 mm2 이다.)

  1. σn = -38.2, τn = 26.7
  2. σn = -68.4, τn = 58.8
  3. σn = -75.0, τn = 43.3
  4. σn = -86.2, τn = 56.8
(정답률: 57%)
  • 압축하중을 받는 봉의 경사 단면에서의 수직응력과 전단응력은 모어 원리 또는 응력 변환 공식을 통해 구할 수 있습니다. 수직응력 $\sigma_x$는 $-100$ MPa이며, 경사각 $\theta = 30^{\circ}$ (수직면 기준 $60^{\circ}$)를 적용합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma_n = \frac{\sigma_x + \sigma_y}{2} + \frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} \cos(2\theta)$$
    $$\tau_n = -\frac{\sigma_x - \sigma_y}{2} \sin(2\theta)$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma_n = \frac{-100 + 0}{2} + \frac{-100 - 0}{2} \cos(120^{\circ})$$
    $$\tau_n = -\frac{-100 - 0}{2} \sin(120^{\circ})$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma_n = -75.0$$ MPa, $\tau_n = 43.3$ MPa
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4. 단면계수가 0.01m3인 사각형 단면의 양단 고정보가 2m의 길이를 가지고 있다. 중앙에 최대 몇 kN의 집중하중을 가할 수 있는가? (단, 재료의 허용굽힘응력은 80MPa 이다.)

  1. 800
  2. 1600
  3. 2400
  4. 3200
(정답률: 42%)
  • 양단 고정보의 중앙에 집중하중이 작용할 때 발생하는 최대 굽힘모멘트 공식과 굽힘응력 공식을 이용하여 하중을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{8 \sigma Z}{L}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{8 \times (80 \times 10^{6}) \times 0.01}{2}$
    ③ [최종 결과] $P = 3200$
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5. 지름 6mm인 곧은 강선을 지름 1.2m의 원통에 감았을 때 강선에 생기는 최대 굽힘 응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 세로탄성계수는 200GPa 이다.)

  1. 500
  2. 800
  3. 900
  4. 1000
(정답률: 36%)
  • 강선을 원통에 감았을 때 발생하는 굽힘 응력은 탄성계수와 곡률 반경에 의한 변형률의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식]
    $$\sigma = E \times \frac{r}{\rho}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\sigma = 200 \times 10^3 \times \frac{0.003}{0.6 + 0.003}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\sigma = 1000\text{MPa}$$
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6. 직사각형(b×h)의 단면적 A를 갖는 보에 전단력 V가 작용할 때 최대 전단응력은?

(정답률: 79%)
  • 보의 단면이 직사각형일 때, 전단력 $V$에 의해 발생하는 최대 전단응력은 평균 전단응력의 $1.5$배가 됩니다.
    ① [기본 공식] $\tau_{max} = \frac{3}{2} \frac{V}{A}$
    ② [숫자 대입] $\tau_{max} = 1.5 \frac{V}{A}$
    ③ [최종 결과]
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7. 그림에서 고정단에 대한 자유단의 전 비틀림각은? (단, 전단탄성계수는 100GPa 이다.)

  1. 0.00025 rad
  2. 0.0025 rad
  3. 0.025 rad
  4. 0.25 rad
(정답률: 72%)
  • 원형 단면 축의 비틀림각은 토크, 길이, 전단탄성계수 및 극관성모멘트의 관계식으로 구할 수 있습니다. 극관성모멘트 $I_{p}$는 $\frac{\pi d^{4}}{32}$ 입니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{T L}{G I_{p}}$
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{62.8 \times 1}{100 \times 10^{9} \times \frac{\pi \times 0.04^{4}}{32}}$
    ③ [최종 결과] $\theta = 0.0025 \text{ rad}$
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8. 그림과 같이 균일분포 하중을 받는 보의 지점 B에서의 굽힘모멘트는 몇 kN·m인가?

  1. 16
  2. 10
  3. 8
  4. 1.6
(정답률: 64%)
  • 보의 지점 B에서의 굽힘모멘트를 구하기 위해 먼저 지점 A의 반력 $R_a$를 구한 뒤, B지점을 기준으로 모멘트 평형 방정식을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $M_b = -R_a \times L + \frac{1}{2} w L^2$
    ② [숫자 대입] $M_b = -8.4 \times 10 + \frac{1}{2} \times 2 \times 10^2$
    ③ [최종 결과] $M_b = 16$
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9. 두께 10mm인 강판으로 직경 2.5m의 원통형 압력용기를 제작하였다. 최대 내부 압력이 1200kPa 일 때 축방향 응력은 몇 MPa 인가?

  1. 75
  2. 100
  3. 125
  4. 150
(정답률: 64%)
  • 원통형 압력용기에서 내부 압력에 의해 발생하는 축방향 응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{pd}{4t}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{1200 \times 2.5}{4 \times 10}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 75\text{ MPa}$
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10. 단면적이 각각 A1, A2, A3이고, 탄성계수가 각각 E1, E2, E3인 길이 ℓ인 재료가 강성판 사이에서 인장하중 P를 받아 탄성변형 했을 때 재료 1, 3 내부에 생기는 수직응력은? (단, 2개의 강성판은 항상 수평을 유지한다.)

(정답률: 74%)
  • 강성판 사이에서 인장하중 $P$를 받을 때, 모든 재료의 변형량 $\delta$가 동일하므로 $\delta = \frac{\sigma_{1}L}{E_{1}} = \frac{\sigma_{2}L}{E_{2}} = \frac{\sigma_{3}L}{E_{3}}$가 성립합니다. 이를 통해 각 응력의 관계를 $\sigma_{2} = \sigma_{1}\frac{E_{2}}{E_{1}}$, $\sigma_{3} = \sigma_{1}\frac{E_{3}}{E_{1}}$로 나타낼 수 있으며, 전체 하중 $P = \sigma_{1}A_{1} + \sigma_{2}A_{2} + \sigma_{3}A_{3}$에 대입하여 정리하면 다음과 같습니다.
    $$\sigma_{1} = \frac{PE_{1}}{A_{1}E_{1} + A_{2}E_{2} + A_{3}E_{3}}, \sigma_{3} = \frac{PE_{3}}{A_{1}E_{1} + A_{2}E_{2} + A_{3}E_{3}}$$
    따라서 정답은 입니다.
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11. 지름 20mm, 길이 50mm의 구리 막대의 양단을 고정하고 막대를 가열하여 40℃ 상승했을 때 고정단을 누르는 힘은 약 몇 kN인가? (단, 구리의 선팽창계수 a=0.16×10-4/℃, 세로탄성계수는 110GPa 이다.)

  1. 52
  2. 30
  3. 25
  4. 22
(정답률: 74%)
  • 온도 상승으로 인해 팽창하려는 막대가 고정단에 의해 구속될 때 발생하는 열응력과 그에 따른 압축력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = E \alpha \Delta t A$
    ② [숫자 대입] $P = (110 \times 10^{9}) \times (0.16 \times 10^{-4}) \times 40 \times (\frac{\pi \times 0.02^{2}}{4})$
    ③ [최종 결과] $P = 22116 \text{ N} \approx 22 \text{ kN}$
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12. 지름 10mm, 길이 2m 인 둥근 막대의 한끝을 고정하고 타단을 자유로이 10°만큼 비틀었다면 막대에 생기는 최대 전단응력은 약 몇 MPa 인가? (단, 재료의 전단탄성계수는 84GPa 이다.)

  1. 18.3
  2. 36.6
  3. 54.7
  4. 73.2
(정답률: 66%)
  • 비틀림 각과 전단응력의 관계식을 이용하여 최대 전단응력을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = G \times \frac{r \times \theta}{L}$
    ② [숫자 대입] $\tau = (84 \times 10^{9}) \times \frac{0.005 \times (10 \times \frac{\pi}{180})}{2}$
    ③ [최종 결과] $\tau = 36.6 \times 10^{6} \text{ Pa} = 36.6 \text{ MPa}$
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13. 지름이 2cm이고 길이가 1m인 원통형 중실기둥의 좌굴에 관한 임계하중을 오일러 공식으로 구하면 약 몇 kN인가? (단, 기둥의 양단은 회전단이고, 세로탄성계수는 200GPa 이다.)

  1. 11.5
  2. 13.5
  3. 15.5
  4. 17.5
(정답률: 71%)
  • 양단 회전단인 기둥의 임계하중은 오일러의 좌굴 공식을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P_{cr} = \frac{\pi^{2}EI}{L^{2}}$
    ② [숫자 대입] $P_{cr} = \frac{\pi^{2} \times (200 \times 10^{9}) \times (\frac{\pi \times 0.02^{4}}{64}}{1^{2}}$
    ③ [최종 결과] $P_{cr} = 15500 \text{ N} = 15.5 \text{ kN}$
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14. 그림과 같이 등분포하중 w가 가해지고 B점에서 지지되어 있는 고정 지지보가 있다. A점에 존재하는 반력 중 모멘트는?

  1. (시계방향)
  2. (반시계방향)
  3. (시계방향)
  4. (반시계방향)
(정답률: 48%)
  • 등분포하중을 받는 고정-지지보에서 A점의 모멘트는 전체 하중에 의한 모멘트에서 B점 반력에 의한 모멘트를 뺀 값입니다.
    ① [기본 공식] $M_A = \frac{wL^2}{2} - R_B L$
    ② [숫자 대입] $M_A = \frac{wL^2}{2} - \frac{3}{8}wL \times L = \frac{4wL^2 - 3wL^2}{8}$
    ③ [최종 결과] $M_A = \frac{1}{8}wL^2$
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15. 그림과 같은 일단고정 타단지지보의 중앙에 P=4800N의 하중이 작용하면 지지점의 반력(RB)은 약 몇 kN인가?

  1. 3.2
  2. 2.6
  3. 1.5
  4. 1.2
(정답률: 64%)
  • 일단고정 타단지지보의 중앙 집중하중 시 지지점 B의 반력은 처짐 공식의 관계를 통해 유도됩니다.
    ① [기본 공식] $R_B = \frac{5}{16} P$
    ② [숫자 대입] $R_B = \frac{5}{16} \times 4800$
    ③ [최종 결과] $R_B = 1500\text{ N} = 1.5\text{ kN}$
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16. 반원 부재에 그림과 같이 0.5R지점에 하중 P가 작용할 때 지지점 B에서의 반력은?

  1. P/4
  2. P/2
  3. 3P/4
  4. P
(정답률: 72%)
  • 모멘트 평형 조건을 이용하여 지지점 B의 반력을 구합니다. A점에 대한 모멘트 합은 0이 되어야 합니다.
    ① [기본 공식] $\sum M_A = 0 \implies P \times (R - 0.5R) = R_B \times 2R$
    ② [숫자 대입] $P \times 0.5R = R_B \times 2R$
    ③ [최종 결과] $R_B = \frac{P}{4}$
    ※ 정답 표기 오류 확인: 계산 결과 $P/4$가 도출되나, 지정 정답이 $3P/4$인 경우 문제의 하중 위치나 지지 조건의 재해석이 필요합니다. 주어진 정답 $3P/4$를 따릅니다.
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17. 두 변의 길이가 각각 b, h인 직사각형의 A점에 관한 극관성 모멘트는?

(정답률: 44%)
  • 평행축 정리를 이용하여 A점(밑변 중앙)에 대한 극관성 모멘트를 구합니다. 극관성 모멘트는 $x$축과 $y$축 관성 모멘트의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식] $I_z = I_x + I_y$
    ② [숫자 대입] $I_z = (\frac{bh^3}{12} + bh(\frac{h}{2})^2) + \frac{hb^3}{12} = \frac{bh^3}{3} + \frac{hb^3}{12}$
    ③ [최종 결과] $I_z = \frac{bh}{12}(b^2 + 4h^2)$
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18. 상단이 고정된 원추 형체의 단위체적에 대한 중량을 γ라 하고 원추 밑면의 지름이 d, 높이가 ℓ일 때 이 재료의 최대 인장응력을 나타낸 식은? (단, 자중만을 고려한다.)

(정답률: 75%)
  • 원추 형체의 자중에 의한 최대 인장응력은 상단 고정단에서 발생하며, 전체 중량을 고정단 면적으로 나눈 값입니다.
    ① [기본 공식] $\sigma_{max} = \frac{\gamma \times \frac{1}{3} \pi (\frac{d}{2})^2 \ell}{\pi (\frac{d}{2})^2}$
    ② [숫자 대입] $\sigma_{max} = \frac{\frac{1}{3} \gamma \pi \frac{d^2}{4} \ell}{\pi \frac{d^2}{4}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma_{max} = \frac{1}{3} \gamma \ell$
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19. 보의 길이 ℓ에 등분포하중 w를 받는 직사각형 단순보의 최대 처짐량에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 보의 폭에 정비례한다.
  2. ℓ의 3승에 정비례한다.
  3. 보의 높이의 2승에 반비례한다.
  4. 세로탄성계수에 반비례한다.
(정답률: 74%)
  • 등분포하중을 받는 단순보의 최대 처짐량 공식은 $\delta_{max} = \frac{5w\ell^4}{384EI}$ 입니다. 여기서 $E$는 세로탄성계수이며, 분모에 위치하므로 처짐량은 세로탄성계수에 반비례합니다.

    오답 노트
    - 보의 폭: 관성모멘트 $I$를 통해 반비례 관계가 형성됨
    - $\ell$의 3승: $\ell^4$에 비례함
    - 보의 높이의 2승: $I$가 높이의 3승에 비례하므로 3승에 반비례함
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20. 원통형 코일스프링에서 코일 반지름 R, 소선의 지름 d, 전단탄성계수를 G라고 하면 코일스프링 한 권에 대해서 하중 P가 작용할 때 소선의 비틀림 각 ø를 나타내는 식은?

(정답률: 59%)
  • 코일스프링의 처짐량 $\delta$와 비틀림각 $\theta$의 관계식 $\delta = R\theta$를 이용합니다. 스프링 한 권($n=1$)일 때의 처짐량 공식을 대입하여 정리하면 비틀림각 식을 도출할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\delta = \frac{64PR^3n}{Gd^4}$
    ② [숫자 대입] $R\theta = \frac{64PR^3(1)}{Gd^4}$
    ③ [최종 결과] $\theta = \frac{64PR^2}{Gd^4}$
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2과목: 기계열역학

21. 다음 중 가장 낮은 온도는?

  1. 104℃
  2. 284°F
  3. 410K
  4. 684R
(정답률: 70%)
  • 모든 온도를 섭씨($^{\circ}C$)로 통일하여 비교합니다.
    - $104^{\circ}C$ $\rightarrow$ $104^{\circ}C$
    - $284^{\circ}F$ $\rightarrow$ $\frac{5}{9}(284 - 32) = 140^{\circ}C$
    - $410K$ $\rightarrow$ $410 - 273 = 137^{\circ}C$
    - $684R$ $\rightarrow$ $\frac{684}{1.8} = 380K \rightarrow 380 - 273 = 107^{\circ}C$
    따라서 $104^{\circ}C$가 가장 낮은 온도입니다.
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22. 증기터빈에서 질량유량이 1.5kg/s 이고, 열손실률이 8.5kW이다. 터빈으로 출입하는 수증기에 대한 값은 아래 그림과 같다면 터빈의 출력은 약 몇 kW 인가?

  1. 273 kW
  2. 656 kW
  3. 1357 kW
  4. 2616 kW
(정답률: 61%)
  • 개방계의 에너지 평형 방정식(열역학 제1법칙)을 사용하여 터빈의 출력을 계산합니다. 입구와 출구의 엔탈피, 운동에너지, 위치에너지 차이에서 열손실을 제외한 값이 터빈의 일률이 됩니다.
    ① [기본 공식] $W = \dot{m} ( (h_i - h_e) + \frac{v_i^2 - v_e^2}{2} + g(z_i - z_e) ) - Q_{loss}$
    ② [숫자 대입] $W = 1.5 \times ( (3137.0 - 2675.5) \times 10^3 + \frac{50^2 - 200^2}{2} + 9.81(6 - 3) ) - 8.5 \times 10^3$
    ③ [최종 결과] $W = 656$
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23. 온도 15℃, 압력 100kPa 상태의 체적이 일정한 용기 안에 어떤 이상 기체 5kg이 들어있다. 이 기체가 50℃가 될 때까지 가열되는 동안의 엔트로피 증가량은 약 몇 kJ/K인가? (단, 이 기체의 정압비열과 정적비열은 각각 1.001 kJ/(kg·K), 0.7171 kJ/(kg·K) 이다.)

  1. 0.411
  2. 0.486
  3. 0.575
  4. 0.732
(정답률: 60%)
  • 체적이 일정한 용기 내에서의 엔트로피 변화량은 정적비열을 사용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta S = m C_{v} \ln \frac{T_{2}}{T_{1}}$
    ② [숫자 대입] $\Delta S = 5 \times 0.7171 \times \ln \frac{50+273.15}{15+273.15}$
    ③ [최종 결과] $\Delta S = 0.411$
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24. 어떤 냉동기에서 0℃의 물로 0℃의 얼음 2ton을 만드는데 180 MJ의 일이 소요된다면 이 냉동기의 성적계수는? (단, 물의 융해열은 334 kJ/kg 이다.)

  1. 2.05
  2. 2.32
  3. 2.65
  4. 3.71
(정답률: 68%)
  • 냉동기의 성적계수(COP)는 투입된 일에 대해 제거한 열량의 비로 계산합니다. 제거한 열량은 얼음의 질량과 융해열의 곱으로 구합니다.
    ① [기본 공식] $COP = \frac{Q}{W} = \frac{m \times q}{W}$
    ② [숫자 대입] $COP = \frac{2000 \times 334}{180 \times 10^{3}}$
    ③ [최종 결과] $COP = 3.71$
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25. 계가 비가역 사이클을 이룰 때 클라우지우스(Clausius)의 적분을 옳게 나타낸 것은? (단, T는 온도, Q는 열량이다.)

(정답률: 55%)
  • 클라우지우스 부등식에 따라, 계가 비가역 사이클을 이룰 때 한 사이클 동안의 엔트로피 변화량의 적분값은 항상 0보다 작습니다.
    $$\oint \frac{\delta Q}{T} < 0$$
    따라서 정답은 입니다.
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26. 비열비가 1.29, 분자량이 44인 이상 기체의 정압비열은 약 몇 kJ/(kg·K)인가? (단, 일반기체상수는 8.314 kJ/(kmol·K) 이다.)

  1. 0.51
  2. 0.69
  3. 0.84
  4. 0.91
(정답률: 73%)
  • 이상 기체의 정압비열은 비열비와 기체상수의 관계식을 통해 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $C_{p} = \frac{kR}{k-1}$
    ② [숫자 대입] $C_{p} = \frac{1.29 \times \frac{8.314}{44}}{1.29-1}$
    ③ [최종 결과] $C_{p} = 0.84$
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27. 과열증기를 냉각시켰더니 포화영역 안으로 들어와서 비체적이 0.2327 m3/kg이 되었다. 이 때 포화액과 포화증기의 비체적이 각각 1.079×10-3 m3/kg, 0.5243 m3/kg 이라면 건도는 얼마인가?

  1. 0.964
  2. 0.772
  3. 0.653
  4. 0.443
(정답률: 70%)
  • 포화액과 포화증기의 혼합물 상태에서 전체 비체적은 건도 $x$를 이용하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = v_f + x(v_g - v_f)$
    ② [숫자 대입] $0.2327 = 1.079 \times 10^{-3} + x(0.5243 - 1.079 \times 10^{-3})$
    ③ [최종 결과] $x = 0.443$
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28. 증기동력 사이클의 종류 중 재열사이클의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 터빈 출구의 습도가 증가하여 터빈 날개를 보호한다.
  2. 이론 열효율이 증가한다.
  3. 수명이 연장된다.
  4. 터빈 출구의 질(quality)을 향상시킨다.
(정답률: 61%)
  • 재열사이클의 주된 목적은 터빈 출구의 증기 질(quality)을 향상시켜 습도를 낮춤으로써, 수적 침식으로부터 터빈 날개를 보호하고 수명을 연장하며 이론 열효율을 높이는 것입니다.

    오답 노트
    터빈 출구의 습도가 증가하여 터빈 날개를 보호한다: 습도가 증가하면 수적 침식으로 인해 날개가 손상되므로, 습도를 낮추는 것이 목적입니다.
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29. 온도 20℃에서 계기압력 0.183 MPa의 타이어가 고속주행으로 온도 80℃로 상승할 때 압력은 주행 전과 비교하여 약 몇 kPa 상승하는가? (단, 타이어의 체적은 변하지 않고, 타이어 내의 공기는 이상기체로 가정하며, 대기압은 101.3 kPa 이다.)

  1. 37 kPa
  2. 58 kPa
  3. 286 kPa
  4. 445 kPa
(정답률: 53%)
  • 체적이 일정한 정적 과정에서 절대압력과 절대온도는 비례합니다. 반드시 계기압력에 대기압을 더한 절대압력을 기준으로 계산해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{183 + 101.3}{20 + 273.15} = \frac{P_2}{80 + 273.15}$
    ③ [최종 결과] $P_2 - P_1 = 342.5 - 284.3 = 58$
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30. 온도가 127℃, 압력이 0.5MPa, 비체적이 0.4m3/kg인 이상기체가 같은 압력 하에서 비체적이 0.3m3/kg으로 되었다면 온도는 약 몇 ℃가 되는가?

  1. 16
  2. 27
  3. 96
  4. 300
(정답률: 70%)
  • 압력이 일정할 때, 이상기체의 절대온도는 비체적에 비례한다는 샤를의 법칙을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{v_1}{T_1} = \frac{v_2}{T_2}$
    ② [숫자 대입] $\frac{0.4}{127 + 273} = \frac{0.3}{T_2}$
    ③ [최종 결과] $T_2 = 300$ K $\rightarrow 300 - 273 = 27$ ℃
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31. 수소(H2)가 이상기체라면 절대압력 1MPa, 온도 100℃에서의 비체적은 약 몇 m3/kg인가? (단, 일반기체상수는 8.3145 kJ/(kmol·K) 이다.)

  1. 0.781
  2. 1.26
  3. 1.55
  4. 3.46
(정답률: 70%)
  • 이상기체 상태방정식을 이용하여 비체적을 구합니다. 이때 기체상수는 일반기체상수를 수소의 분자량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{R T}{M P}$
    ② [숫자 대입] $v = \frac{8.3145 \times (100 + 273.15)}{2 \times 1000}$
    ③ [최종 결과] $v = 1.55$
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32. 증기를 가역 단열과정을 거쳐 팽창시키면 증기의 엔트로피는?

  1. 증가한다.
  2. 감소한다.
  3. 변하지 않는다.
  4. 경우에 따라 증가도 하고, 감소도 한다.
(정답률: 66%)
  • 가역 단열과정은 등엔트로피 과정(Isentropic process)으로, 외부와의 열 교환이 없고 가역적이므로 엔트로피의 변화가 발생하지 않습니다.
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33. 밀폐용기에 비내부에너지가 200 kJ/kg인 기체가 0.5kg 들어있다. 이 기체를 용량이 500W인 전기가열기로 2분 동안 가열한다면 최종상태에서 기체의 내부에너지는 약 몇 kJ 인가? (단, 열량은 기체로만 전달된다고 한다.)

  1. 20 kJ
  2. 100 kJ
  3. 120 kJ
  4. 160 kJ
(정답률: 61%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 가열기로 공급된 총 에너지는 기체의 내부에너지 증가량과 같습니다.
    ① [기본 공식] $U_2 = U_1 + (P \times t)$
    ② [숫자 대입] $U_2 = (200 \times 0.5) + (0.5 \times 2 \times 60)$
    ③ [최종 결과] $U_2 = 160$ kJ
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34. 10℃에서 160℃까지 공기의 평균 정적비열은 0.7315 kJ/(kg·K)이다. 이 온도 변화에서 공기 1kg의 내부에너지 변화는 약 몇 kJ인가?

  1. 101.1 kJ
  2. 109.7 kJ
  3. 120.6 kJ
  4. 131.7 kJ
(정답률: 74%)
  • 내부에너지 변화량은 질량, 정적비열, 온도 변화의 곱으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\Delta U = m C_v \Delta T$
    ② [숫자 대입] $\Delta U = 1 \times 0.7315 \times (160 - 10)$
    ③ [최종 결과] $\Delta U = 109.7$ kJ
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35. 한 밀폐계가 190 kJ의 열을 받으면서 외부에 20 kJ의 일을 한다면 이 계의 내부에너지의 변화는 약 얼마인가?

  1. 210 kJ 만큼 증가한다.
  2. 210 kJ 만큼 감소한다.
  3. 170 kJ 만큼 증가한다.
  4. 170 kJ 만큼 감소한다.
(정답률: 69%)
  • 열역학 제1법칙에 따라 계에 공급된 열량에서 외부로 한 일을 뺀 값이 내부에너지의 변화량이 됩니다.
    ① [기본 공식] $\Delta U = Q - W$
    ② [숫자 대입] $\Delta U = 190 - 20$
    ③ [최종 결과] $\Delta U = 170\text{ kJ}$
    결과값이 양수(+)이므로 내부에너지는 170 kJ만큼 증가합니다.
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36. 완전가스의 내부에너지(u)는 어떤 함수인가?

  1. 압력과 온도의 함수이다.
  2. 압력만의 함수이다.
  3. 체적과 압력의 함수이다.
  4. 온도만의 함수이다.
(정답률: 63%)
  • 완전가스(이상기체)의 내부에너지는 압력이나 체적에 관계없이 오직 절대온도에 의해서만 결정되는 성질을 가지고 있습니다.
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37. 열펌프를 난방에 이용하려 한다. 실내 온도는 18℃이고, 실외 온도는 –15℃이며 벽을 통한 열손실은 12kW 이다. 열펌프를 구동하기 위해 필요한 최소 동력은 약 몇 kW 인가?

  1. 0.65 kW
  2. 0.74 kW
  3. 1.36 kW
  4. 1.53 kW
(정답률: 54%)
  • 최소 동력을 구하기 위해 열펌프의 이론적 성능계수(COP)를 이용하여 필요한 일(W)을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $W = Q_H \times \frac{T_H - T_L}{T_H}$
    ② [숫자 대입] $W = 12 \times \frac{(18+273) - (-15+273)}{18+273}$
    ③ [최종 결과] $W = 1.36\text{ kW}$
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38. 이상적인 카르노 사이클의 열기관이 500℃인 열원으로부터 500kJ을 받고, 25℃에 열을 방출한다. 이 사이클의 일(W)과 효율(ηth)은 얼마인가?

  1. W = 307.2kJ, ηth = 0.6143
  2. W = 307.2kJ, ηth = 0.5748
  3. W = 250.3kJ, ηth = 0.6143
  4. W = 250.3kJ, ηth = 0.5748
(정답률: 72%)
  • 카르노 사이클의 효율은 절대온도로 계산하며, 일은 공급열과 효율의 곱으로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{T_L}{T_H}, W = Q_H \times \eta$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{25+273}{500+273}, W = 500 \times \eta$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.6143, W = 307.2\text{ kJ}$
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39. 오토사이클의 압축비(ε)가 8일 때 이론열효율은 약 몇 % 인가? (단, 비열비(k)는 1.4이다.)

  1. 36.8%
  2. 46.7%
  3. 56.5%
  4. 66.6%
(정답률: 74%)
  • 오토사이클의 이론열효율은 압축비와 비열비에 의해 결정됩니다.
    ① [기본 공식] $\eta = 1 - \frac{1}{\epsilon^{k-1}}$
    ② [숫자 대입] $\eta = 1 - \frac{1}{8^{1.4-1}}$
    ③ [최종 결과] $\eta = 0.565$ 즉, 56.5%입니다.
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40. 계가 정적 과정으로 상태 1에서 상태 2로 변화할 때 단순압축성 계에 대한 열역학 제1법칙을 바르게 설명한 것은? (단, U, Q, W는 각각 내부에너지, 열량, 일량이다.)

  1. U1 - U2 = Q12
  2. U2 - U1 = W12
  3. U1 - U2 = W12
  4. U2 - U1 = Q12
(정답률: 62%)
  • 열역학 제1법칙 $Q = \Delta U + W$에서 정적 과정은 부피 변화가 없으므로 일($W = P\Delta V$)이 $0$이 됩니다. 따라서 가해준 열량은 모두 내부에너지의 증가로 이어집니다.
    ① [기본 공식] $Q_{12} = U_{2} - U_{1}$
    ② [숫자 대입] (정적 과정이므로 $W = 0$ 대입)
    ③ [최종 결과] $U_{2} - U_{1} = Q_{12}$
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3과목: 기계유체역학

41. 유체역학에서 연속방정식에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 뉴턴의 운동 제2법칙이 유체 중의 모든 점에서 만족하여야 함을 요구한다.
  2. 에너지와 일 사이의 관계를 나타낸 것이다.
  3. 한 유선 위에 두 점에 대한 단위 체적당의 운동량의 관계를 나타낸 것이다.
  4. 검사체적에 대한 질량 보존을 나타내는 일반적인 표현식이다.
(정답률: 49%)
  • 연속방정식은 유체 흐름에서 질량이 생성되거나 소멸되지 않는다는 질량 보존의 법칙을 수학적으로 표현한 것입니다.

    오답 노트
    뉴턴의 운동 제2법칙: 베르누이 방정식이나 나비에-스토크스 방정식의 기초가 됩니다.
    에너지와 일의 관계: 베르누이 방정식에 해당합니다.
    단위 체적당 운동량 관계: 운동량 방정식에 해당합니다.
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42. 그림과 같은 탱크에서 A 점에 표준대기압이 작용하고 있을 때, B점의 절대압력은 약 몇 kPa 인가? (단, A점과 B점의 수직거리는 2.5m 이고 기름의 비중은 0.92이다.)

  1. 78.8
  2. 788
  3. 179.8
  4. 1798
(정답률: 62%)
  • A점과 B점 사이의 압력 차이는 유체의 밀도와 높이 차이에 의한 정수압으로 계산합니다. B점은 A점보다 높이 있으므로 압력이 감소합니다.
    ① [기본 공식] $P_{B} = P_{A} - \rho g z$
    ② [숫자 대입] $P_{B} = 101.3 - (0.92 \times 1000 \times 9.81 \times 2.5) / 10^{3}$
    ③ [최종 결과] $P_{B} = 78.8$
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43. 기준면에 있는 어떤 지점에서의 물의 유속이 6m/s, 압력이 40kPa일 때 이 지점에서의 물의 수력기울기선의 높이는 약 몇 m 인가?

  1. 3.24
  2. 4.08
  3. 5.92
  4. 6.81
(정답률: 42%)
  • 수력기울기선(HGL)은 압력수두와 높이수두의 합으로 결정됩니다. 문제에서 기준면에 위치하므로 높이수두는 $0$이며, 주어진 압력을 수두로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $H = \frac{P}{\gamma}$
    ② [숫자 대입] $H = \frac{40 \times 10^{3}}{1000 \times 9.81}$
    ③ [최종 결과] $H = 4.08$
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44. 2차원 직각좌표계(x, y) 상에서 x방향의 속도 u = 1, y방향의 속도 v = 2x인 어떤 정상상태의 이상유체에 대한 유동장이 있다. 다음 중 같은 유선 상에 있는 점을 모두 고르면?

  1. ㄱ, ㄴ
  2. ㄴ, ㄷ
  3. ㄱ, ㄷ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ
(정답률: 45%)
  • 유선 방정식 $\frac{dx}{u} = \frac{dy}{v}$를 이용하여 적분하면 유선의 식을 구할 수 있습니다.
    $$\frac{dx}{1} = \frac{dy}{2x} \implies 2x dx = dy \implies x^2 - \frac{1}{2}y = C$$
    각 점을 대입하여 상수 $C$가 같은 점을 찾습니다.
    ㄱ $(1, 1) \implies 1^2 - \frac{1}{2}(1) = 0.5$
    ㄴ $(1, -1) \implies 1^2 - \frac{1}{2}(-1) = 1.5$
    ㄷ $(-1, 1) \implies (-1)^2 - \frac{1}{2}(1) = 0.5$
    따라서 ㄱ과 ㄷ이 같은 유선 상에 있습니다.
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45. 경계층의 박리(separation)가 일어나는 주 원인은?

  1. 압력이 증기압 이하로 떨어지기 때문에
  2. 유동방향으로 밀도가 감소하기 때문에
  3. 경계층의 두께가 0으로 수렴하기 때문에
  4. 유동과정에 역압력 구배가 발생하기 때문에
(정답률: 71%)
  • 경계층 박리는 유동 방향으로 압력이 증가하는 역압력 구배가 발생할 때, 유체 입자가 에너지를 잃고 벽면에서 떨어져 나가는 현상입니다.
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46. 표면장력이 0.07N/m인 물방울의 내부압력이 외부압력보다 10Pa 크게 되려면 물방울의 지름은 몇 cm 인가?

  1. 0.14
  2. 1.4
  3. 0.28
  4. 2.8
(정답률: 53%)
  • 액체 방울 내부와 외부의 압력 차이는 표면장력과 지름의 관계식으로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $\Delta P = \frac{4 \sigma}{D}$
    ② [숫자 대입] $10 = \frac{4 \times 0.07}{D}$
    ③ [최종 결과] $D = 0.028$
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47. 가스 속에 피토관을 삽입하여 압력을 측정하였더니 정체압이 128Pa, 정압이 120Pa 이었다. 이 위치에서의 유속은 몇 m/s 인가? (단, 가스의 밀도는 1.0 kg/m3 이다.)

  1. 1
  2. 2
  3. 4
  4. 8
(정답률: 56%)
  • 피토관에서 측정되는 정체압은 정압과 동압의 합으로 나타나며, 이를 통해 유속을 계산할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $P_s = P + \frac{1}{2} \rho V^2$
    ② [숫자 대입] $128 = 120 + \frac{1}{2} \times 1.0 \times V^2$
    ③ [최종 결과] $V = 4$
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48. 평면 벽과 나란한 방향으로 점성계수가 2×10-5 Pa·s인 유체가 흐를 때, 평면과의 수직거리 y[m]인 위치에서 속도가 u = 5(1-e-0.2y)[m/s]이다. 유체에 걸리는 최대 전단응력은 약 몇 Pa 인가?

  1. 2×10-5
  2. 2×10-6
  3. 5×10-6
  4. 10-4
(정답률: 57%)
  • 뉴턴 유체의 전단응력은 점성계수와 속도 구배의 곱으로 결정되며, 속도 함수를 미분하여 최대 기울기를 갖는 지점(벽면 $y=0$)에서의 값을 구합니다.
    ① [기본 공식] $\tau = \mu \frac{du}{dy}$
    ② [숫자 대입] $\tau = (2 \times 10^{-5}) \times (5 \times 0.2 e^{-0.2 \times 0})$
    ③ [최종 결과] $\tau = 2 \times 10^{-5}$
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49. 안지름 1cm인 원관 내를 유동하는 0℃의 물의 층류 임계 레이놀즈수가 2100일 때 임계속도는 약 몇 cm/s인가? (단, 0℃ 물의 동점성계수는 0.01787 cm2/s 이다.)

  1. 37.5
  2. 375
  3. 75.1
  4. 751
(정답률: 69%)
  • 레이놀즈수 공식을 이용하여 유체의 임계 속도를 구하는 문제입니다.
    ① [기본 공식]
    $$V = \frac{Re \times \nu}{d}$$
    ② [숫자 대입]
    $$V = \frac{2100 \times 0.01787}{1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$V = 37.5\text{cm/s}$$
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50. 다음 중 정체압의 설명으로 틀린 것은?

  1. 정체압은 정압과 같거나 크다.
  2. 정체압은 액주계로 측정할 수 없다.
  3. 정체압은 유체의 밀도에 영향을 받는다.
  4. 같은 정압의 유체에서는 속도가 빠를수록 정체압이 커진다.
(정답률: 57%)
  • 정체압은 유체가 정지했을 때의 압력으로, 정압에 동압이 더해진 총압을 의미합니다. 이는 피토관과 같은 액주계(마노미터)를 이용하여 충분히 측정 가능하므로 정체압을 액주계로 측정할 수 없다는 설명은 틀린 것입니다.

    오답 노트
    정압과 같거나 크다: 동압이 0일 때 정압과 같고, 속도가 있을 때 더 큽니다.
    유체의 밀도에 영향: 동압 공식 $\frac{1}{2}\rho v^2$에 밀도 $\rho$가 포함됩니다.
    속도가 빠를수록 커짐: 속도 $v$가 증가하면 동압이 증가하여 정체압이 커집니다.
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51. 어떤 물체가 대기 중에서 무게는 6N이고 수중에서 무게는 1.1N이었다. 이 물체의 비중은 약 얼마인가?

  1. 1.1
  2. 1.2
  3. 2.4
  4. 5.5
(정답률: 42%)
  • 물체의 비중은 (대기 중 무게)를 (대기 중 무게 - 수중 무게)로 나눈 값, 즉 부력에 대한 무게의 비로 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\text{비중} = \frac{W_{\text{air}}}{W_{\text{air}} - W_{\text{water}}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\text{비중} = \frac{6}{6 - 1.1}$$
    ③ [최종 결과]
    $$\text{비중} = 1.2$$
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52. 지름 4m의 원형수문이 수면과 수직방향이고 그 최상단이 수면에서 3.5m만큼 잠겨있을대 수문에 작용하는 힘 F와, 수면으로부터 힘의 작용점까지의 거리 x는 각각 얼마인가?

  1. 638kN, 5.68m
  2. 677kN, 5.68m
  3. 638kN, 5.57m
  4. 677kN, 5.57m
(정답률: 53%)
  • 원형 수문에 작용하는 전수압과 작용점의 위치를 구하는 문제입니다. 수문의 도심까지의 깊이 $h = 3.5 + 2 = 5.5\text{m}$이고, 원형 단면적 $A = \pi \times 2^2 = 12.57\text{m}^2$ 입니다.
    전수압 $F$는 도심에서의 압력에 면적을 곱해 구하며, 작용점 $x$는 관성모멘트를 이용해 도심 아래로 보정합니다.
    ① [기본 공식]
    $$F = \gamma \times h \times A$$
    $$x = h + \frac{I}{h \times A}$$
    ② [숫자 대입]
    $$F = 9.81 \times 5.5 \times 12.57$$
    $$x = 5.5 + \frac{\frac{\pi \times 2^4}{4}}{5.5 \times 12.57}$$
    ③ [최종 결과]
    $$F = 677\text{kN}$$
    $$x = 5.68\text{m}$$
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53. 지름 D1=30cm의 원형 물제트가 대기압 상태에서 V의 속도로 중앙부분에 구멍이 뚫린 고정 원판에 충돌하여, 원판 뒤로 지름 D2=10cm의 원형 물제트가 같은 속도로 흘러나가고 있다. 이 원판의 받는 힘이 100N이라면 물제트의 속도 V는 약 몇 m/s 인가?

  1. 0.95
  2. 1.26
  3. 1.59
  4. 2.35
(정답률: 51%)
  • 운동량 방정식에 의해 원판이 받는 힘은 유입되는 운동량 변화량과 유출되는 운동량의 차이와 같습니다.
    ① [기본 공식] $V = \sqrt{\frac{F}{\rho (A_1 - A_2)}}$
    ② [숫자 대입] $V = \sqrt{\frac{100}{1000 \times (\frac{\pi}{4} 0.3^2 - \frac{\pi}{4} 0.1^2)}}$
    ③ [최종 결과] $V = 1.26$
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54. 길이 600m이고 속도 15km/h인 선박에 대해 물속에서의 조파 저항을 연구하기 위해 길이 6m인 모형선의 속도는 몇 km/h으로 해야 하는가?

  1. 2.7
  2. 2.0
  3. 1.5
  4. 1.0
(정답률: 73%)
  • 조파 저항을 연구하기 위한 모형선 실험에서는 프루드 수($$Fr$$)를 동일하게 유지하는 상사법칙을 적용합니다.
    ① [기본 공식] $v_m = v_p \sqrt{\frac{L_m}{L_p}}$
    ② [숫자 대입] $v_m = 15 \times \sqrt{\frac{6}{600}}$
    ③ [최종 결과] $v_m = 1.5$
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55. 동점성계수가 1×10-4 m2/s인 기름이 안지름 50mm의 관을 3m/s의 속도로 흐를 때 관의 마찰계수는?

  1. 0.015
  2. 0.027
  3. 0.043
  4. 0.061
(정답률: 62%)
  • 층류 상태에서 관 마찰계수는 레이놀즈 수($$Re$$)에 반비례하며, $Re = \frac{vD}{\nu}$ 공식을 사용하여 구합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{64}{Re} = \frac{64 \nu}{vD}$
    ② [숫자 대입] $f = \frac{64 \times 1 \times 10^{-4}}{3 \times 0.05}$
    ③ [최종 결과] $f = 0.043$
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56. 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: 57%)
  • 일률은 단위 시간당 에너지(일)이며, 일은 힘 $\times$ 거리이므로 차원 분석을 통해 도출합니다.
    일률 $\text{Power} = \frac{\text{Work}}{\text{Time}} = \frac{\text{Force} \times \text{Distance}}{\text{Time}} = \frac{(M \times L \times T^{-2}) \times L}{T} = M L^2 T^{-3}$
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57. 수평으로 놓은 지름 10cm, 길이 200m 인 파이프에 완전히 열린 글로브 밸브가 설치되어 있고, 흐르는 물의 평균속도는 2m/s 이다. 파이프의 관 마찰계수는 0.02이고, 전체 수두 손실이 10m 이면, 글로브 밸브의 손실계수는 약 얼마인가?

  1. 0.4
  2. 1.8
  3. 5.8
  4. 9.0
(정답률: 46%)
  • 전체 수두 손실은 관 마찰에 의한 손실과 밸브의 부차적 손실의 합으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $h_L = (K + f \frac{L}{D}) \frac{v^2}{2g}$
    ② [숫자 대입] $10 = (K + 0.02 \times \frac{200}{0.1}) \frac{2^2}{2 \times 9.8}$
    ③ [최종 결과] $K = 9.0$
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58. 유동장에 미치는 힘 가운데 유체의 압축성에 의한 힘만이 중요할 때에 적용할 수 있는 무차원수로 옳은 것은?

  1. 오일러수
  2. 레이놀즈수
  3. 프루드수
  4. 마하수
(정답률: 40%)
  • 유체의 압축성 효과를 판단하는 척도는 유속과 음속의 비인 마하수입니다. 일반적으로 마하수가 $0.3$이상일 때 압축성 유동으로 간주합니다.

    오답 노트
    오일러수: 관성력에 대한 압력의 상대적 비
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59. (x, y)좌표계의 비회전 2차원 유동장에서 속도포텐셜(potential) ø는 ø = 2x2y 로 주어졌다. 이 때 점(3, 2)인 곳에서 속도 벡터는? (단, 속도포텐셜 ø는 로 정의된다.)

(정답률: 64%)
  • 속도 벡터는 속도포텐셜 $\phi$의 기울기(gradient)로 정의되며, 각 성분은 편미분을 통해 구합니다.
    ① [기본 공식] $\vec{V} = \nabla \phi = \frac{\partial \phi}{\partial x}\vec{i} + \frac{\partial \phi}{\partial y}\vec{j}$
    ② [숫자 대입] $\vec{V} = \frac{\partial (2x^2y)}{\partial x}\vec{i} + \frac{\partial (2x^2y)}{\partial y}\vec{j} = 4xy\vec{i} + 2x^2\vec{j} = 4(3)(2)\vec{i} + 2(3^2)\vec{j}$
    ③ [최종 결과]
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60. Stokes의 법칙에 의해 비압축성 점성유체에 구(sphere)가 낙하될 때 항력(D)을 나타낸 식으로 옳은 것은? (단, μ : 유체의 점성계수, a : 구의 반지름, V : 구의 평균속도, CD : 항력계수, 레이놀즈수가 1보다 작아 박리가 존재하지 않는다고 가정한다.)

  1. D = 6πaμV
  2. D = 4πaμV
  3. D = 2πaμV
  4. D = CDπaμV
(정답률: 61%)
  • Stokes의 법칙은 레이놀즈수가 매우 작은 점성 유체 내에서 구형 물체가 낙하할 때 받는 항력을 정의합니다.
    ① [기본 공식] $D = 6\pi a\mu V$
    ② [숫자 대입] (공식 자체가 정답이므로 대입 생략)
    ③ [최종 결과] $D = 6\pi a\mu V$
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4과목: 기계재료 및 유압기기

61. 과냉 오스테나이트 상태에서 소성가공을 한 다음 냉각하여 마텐자이트화하는 열처리 방법은?

  1. 오스포밍
  2. 크로마이징
  3. 심랭처리
  4. 인덕션하드닝
(정답률: 47%)
  • 과냉 오스테나이트 상태에서 소성가공을 수행한 후 냉각하여 마텐자이트화하는 특수 열처리 방법을 오스포밍이라고 합니다.

    오답 노트
    크로마이징: Cr을 표면에 침투시키는 확산법
    심랭처리: 잔류 오스테나이트를 마텐자이트로 변태시키기 위한 저온 처리
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62. 다음 중 열경화성 수지가 아닌 것은?

  1. 페놀 수지
  2. ABS 수지
  3. 멜라민 수지
  4. 에폭시 수지
(정답률: 58%)
  • ABS 수지는 열을 가하면 부드러워지고 식으면 굳어 재성형이 가능한 열가소성 수지입니다.

    오답 노트
    페놀, 멜라민, 에폭시 수지는 한 번 경화되면 다시 녹지 않는 열경화성 수지입니다.
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63. Fe-Fe3C계 평형 상태도에서 나타날 수 있는 반응이 아닌 것은?

  1. 포정반응
  2. 공정반응
  3. 공석반응
  4. 편정반응
(정답률: 70%)
  • Fe-Fe$_{3}$C 계 평형 상태도에서는 액체와 고체 간의 반응인 포정반응, 공정반응과 고체 간의 반응인 공석반응이 나타납니다. 편정반응은 해당 상태도에서 나타나는 주요 반응이 아닙니다.
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64. 가열 과정에서 순철의 A3변태에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. BCC가 FCC로 변한다.
  2. 약 910℃ 부근에서 일어난다.
  3. α-Fe 가 γ-Fe로 변화한다.
  4. 격자구조에 변화가 없고 자성만 변한다.
(정답률: 64%)
  • 순철의 $A_{3}$ 변태는 약 $910^{\circ}C$ 부근에서 $\alpha$-Fe(BCC)가 $\gamma$-Fe(FCC)로 변하는 변태입니다.

    오답 노트
    격자구조 변화 없이 자성만 변하는 것은 $A_{2}$ 변태(동형변태)에 대한 설명입니다.
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65. 표점거리가 100mm, 시험편의 평행부 지름이 14mm인 인장 시험편을 최대하중 6400kgf로 인장한 후 표점거리가 120mm로 변화 되었을 때 인장강도는 약 몇 kgf/mm2 인가?

  1. 10.4 kgf/mm2
  2. 32.7 kgf/mm2
  3. 41.6 kgf/mm2
  4. 166.3 kgf/mm2
(정답률: 64%)
  • 인장강도는 재료의 처음 단면적에 대해 가해진 최대 하중의 비율로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\sigma = \frac{P}{A} = \frac{P}{\frac{\pi}{4}d^{2}}$
    ② [숫자 대입] $\sigma = \frac{6400}{\frac{\pi}{4} \times 14^{2}}$
    ③ [최종 결과] $\sigma = 41.6$ kgf/mm$^{2}$
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66. 주철의 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. C, Si 등이 많을수록 용융점은 높아진다.
  2. C, Si 등이 많을수록 비중은 작아진다.
  3. 흑연편이 클수록 자기 감응도는 좋아진다.
  4. 주철의 성장 원인으로 마텐자이트의 흑연화에 의한 수축이 있다.
(정답률: 52%)
  • 주철에서 탄소(C)와 규소(Si)의 함유량이 증가하면 비중, 용융점, 열전도율, 탄성률 등이 감소하는 성질이 있습니다.

    오답 노트
    C, Si 함유량 증가 시 용융점은 낮아짐 / 흑연편이 클수록 자기 감응도는 나빠짐 / 마텐자이트의 흑연화는 성장이 아닌 수축의 원인이 아님
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67. 마텐자이트(martensite) 변태의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 마텐자이트는 고용체의 단일상이다.
  2. 마텐자이트 변태는 확산 변태이다.
  3. 마텐자이트 변태는 협동적 원자운동에 의한 변태이다.
  4. 마텐자이트의 결정 내에는 격자결함이 존재한다.
(정답률: 55%)
  • 마텐자이트 변태는 원자의 확산 없이 격자의 협동적인 이동에 의해 빠르게 일어나는 무확산 변태(냉각 변태)입니다.

    오답 노트
    확산 변태이다: 확산 없이 일어나는 변태이므로 틀린 설명입니다.
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68. Al-Cu-Ni-Mg 합금으로 시효경화하며, 내열합금 및 피스톤용으로 사용되는 것은?

  1. Y 합금
  2. 실루민
  3. 라우탈
  4. 하이드로날륨
(정답률: 64%)
  • Y 합금은 Al-Cu-Ni-Mg계 합금으로, 내열성과 기계적 성질이 우수하여 주로 내열합금 및 피스톤, 실린더 재료로 사용됩니다.
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69. 냉간압연 스테인리스강판 및 강대(KSD 3698)에서 석출경화계 종류의 기호로 옳은 것은?

  1. STS305
  2. STS410
  3. STS430
  4. STS630
(정답률: 42%)
  • KSD 3698 규격에서 STS630은 석출경화계 스테인리스강의 대표적인 기호입니다.
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70. 구리 및 구리합금에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Cu+Sn 합금을 황동이라 한다.
  2. Cu+Zn 합금을 청동이라 한다.
  3. 문쯔메탈(muntz metal)은 60%Cu + 40%Zn 합금이다.
  4. Cu의 전기 전도율은 금속 중에서 Ag보다 높고, 자성체이다.
(정답률: 66%)
  • 문쯔메탈(muntz metal)은 구리 $60\%$와 아연 $40\%$의 비율로 구성된 황동의 일종입니다.

    오답 노트
    Cu+Sn 합금을 황동이라 한다: 청동임
    Cu+Zn 합금을 청동이라 한다: 황동임
    Cu의 전기 전도율은 금속 중에서 Ag보다 높고, 자성체이다: 은(Ag)이 구리보다 전도율이 높으며, 구리는 비자성체임
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71. 개스킷(gasket)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 고정부분에 사용되는 실(seal)
  2. 운동부분에 사용되는 실(seal)
  3. 대기로 개방되어 있는 구멍
  4. 흐름의 단면적을 감소시켜 관로 내 저항을 갖게 하는 기구
(정답률: 69%)
  • 개스킷은 플랜지 등 움직임이 없는 고정부분의 접합면에서 누설을 방지하기 위해 사용되는 실(seal)입니다.

    오답 노트
    운동부분에 사용되는 실: 패킹(Packing)에 대한 설명입니다.
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72. 자중에 의한 낙하, 운동물체의 관성에 의한 액추에이터의 자중 등을 방지하기 위해 배압을 생기게 하고 다른 방향의 흐름이 자유로 흐르도록 한 밸브는?

  1. 풋 밸브
  2. 스풀 밸브
  3. 카운터 밸런스 밸브
  4. 변환 밸브
(정답률: 74%)
  • 카운터 밸런스 밸브는 자중에 의한 낙하나 관성에 의한 급격한 이동을 방지하기 위해 적절한 배압을 형성시켜 제어하는 밸브입니다.
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73. 유압에서 체적탄성계수에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 압력의 단위와 같다.
  2. 압력의 변화량과 체적의 변화량은 관계있다.
  3. 체적탄성계수의 역수는 압축률로 표현한다.
  4. 유압에 사용되는 유체가 압축되기 쉬운 정도를 나타낸 것으로 체적탄성계수가 클수록 압축이 잘 된다.
(정답률: 65%)
  • 체적탄성계수는 유체가 압축에 저항하는 정도를 나타내며, 체적탄성계수가 클수록 압축이 잘 되지 않는(비압축성에 가까운) 성질을 가집니다.

    오답 노트
    압축률: 체적탄성계수의 역수로 표현하며, 압축되기 쉬운 정도를 의미합니다.
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74. 오일의 팽창, 수축을 이용한 유압 응용장치로 적절하지 않은 것은?

  1. 진동 개폐 밸브
  2. 압력계
  3. 온도계
  4. 쇼크 업소버
(정답률: 49%)
  • 쇼크 업소버는 오일의 팽창이나 수축이 아니라, 유체의 점성을 이용하여 운동에너지를 흡수하고 진동을 억제하는 장치입니다.
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75. 그림과 같은 유압회로의 명칭으로 적합한 것은?

  1. 어큐뮬레이터 회로
  2. 시퀀스 회로
  3. 블리드 오프 회로
  4. 로킹(로크) 회로
(정답률: 50%)
  • 제시된 회로도 를 보면 피스톤 입구에 수직으로 교축밸브가 설치되어 유량을 조절하는 형태이므로 블리드 오프 회로입니다.
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76. 토출량이 일정한 용적형 펌프의 종류가 아닌 것은?

  1. 기어 펌프
  2. 베인 펌프
  3. 터빈 펌프
  4. 피스톤 펌프
(정답률: 59%)
  • 기어 펌프, 베인 펌프, 피스톤 펌프는 정해진 용적만큼 유체를 밀어내는 용적형 펌프입니다.

    오답 노트
    터빈 펌프: 원심력을 이용하는 비용적형 펌프에 해당합니다.
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77. 유압 모터의 효율에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전효율은 체적효율에 비례한다.
  2. 전효율은 기계효율에 반비례한다.
  3. 전효율은 축 출력과 유체 입력의 비로 표현한다.
  4. 체적효율은 실제 송출유량과 이론 송출유량의 비로 표현한다.
(정답률: 59%)
  • 유압 모터의 전효율은 체적효율과 기계효율의 곱으로 나타납니다.
    $$\eta_t = \eta_v \times \eta_m$$
    따라서 전효율은 기계효율에 반비례하는 것이 아니라 비례 관계에 있습니다.
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78. 펌프의 효율을 구하는 식으로 틀린 것은? (단, 펌프에 손실이 없을 때 토출 압력은 P0, 실제 펌프 토출 압력은 P, 이론 펌프 토출량은 Q0, 실제 펌프 토출량은 Q, 유체동력은 Lh, 축동력은 Ls이다.)

  1. 용적효율 =
  2. 압력효율 =
  3. 기계 효율 =
  4. 전 효율 = 용적 효율×압력 효율×기계 효율
(정답률: 59%)
  • 펌프의 압력효율은 실제 토출 압력을 이론적 토출 압력으로 나눈 값으로 정의됩니다.

    오답 노트
    압력효율 = $\frac{P_0}{P}$ : 분자와 분모가 바뀌어 실제 압력 $P$가 분자로, 이론 압력 $P_0$가 분모로 가야 합니다. 따라서 올바른 식은 다음과 같습니다.
    $$\eta_p = \frac{P}{P_0}$$
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79. 그림과 같은 기호의 밸브 명칭은?

  1. 스톱 밸브
  2. 릴리프 밸브
  3. 체크 밸브
  4. 가변 교축 밸브
(정답률: 75%)
  • 기호는 회로 내의 압력을 일정하게 유지하기 위해 설정 압력 이상이 되면 유체를 탱크로 되돌려 보내는 릴리프 밸브를 나타냅니다.
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80. 압력 제어 밸브에서 어느 최소 유량에서 어느 최대 유량까지의 사이에 증대하는 압력은?

  1. 오버라이드 압력
  2. 전량 압력
  3. 정격 압력
  4. 서지 압력
(정답률: 60%)
  • 압력 제어 밸브(릴리프 밸브 등)에서 설정된 압력(Cracking Pressure)에서 최대 유량이 흐를 때까지 압력이 추가적으로 상승하는 정도를 오버라이드 압력(Override Pressure)이라고 합니다.
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5과목: 기계제작법 및 기계동력학

81. 강체의 평면운동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 평면운동은 병진과 회전으로 구분할 수 있다.
  2. 평면운동은 순간중심점에 대한 회전으로 생각할 수 있다.
  3. 순간중심점은 위치가 고정된 점이다.
  4. 곡선경로를 움직이더라도 병진운동이 가능하다.
(정답률: 56%)
  • 강체의 평면운동에서 순간중심점(Instantaneous Center of Rotation)은 특정 순간에 속도가 0이 되는 가상의 점을 의미하며, 강체의 운동 상태에 따라 시간에 따라 그 위치가 계속해서 변화합니다.

    오답 노트
    순간중심점은 위치가 고정된 점이다: 시간에 따라 위치가 계속 변하는 점입니다.
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82. 자동차 B, C가 브레이크가 풀린 채 정지하고 있다. 이때 자동차 A가 1.5m/s의 속력으로 B와 충돌하면, 이후 B와 C가 다시 충돌하게 되어 결국 3대의 자동차가 연쇄 충돌하게 된다. 이때 B와 C가 충돌한 직후 자동차 C의 속도는 약 몇 m/s인가? (단, 모든 자동차 간 반발계수는 e=0.75이고, 모든 자동차는 같은 종류로 질량이 같다.)

  1. 0.16
  2. 0.39
  3. 1.15
  4. 1.31
(정답률: 53%)
  • 질량이 같은 물체들의 충돌에서 반발계수 $e$를 이용한 속도 변화를 단계별로 계산합니다.
    1단계: A와 B의 충돌 직후 B의 속도 $v_{B1}$
    $$v_{B1} = \frac{v_A(1 + e)}{2} = \frac{1.5(1 + 0.75)}{2} = 1.3125\text{ m/s}$$
    2단계: B와 C의 충돌 직후 C의 속도 $v_{C2}$
    $$v_{C2} = \frac{v_{B1}(1 + e)}{2} = \frac{1.3125(1 + 0.75)}{2} \approx 1.148\text{ m/s}$$
    따라서 약 $1.15\text{ m/s}$가 됩니다.
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83. 질량 m=100kg인 기계가 강성계수 k=1000kN/m, 감쇠비 ξ=0.2인 스프링에 의해 바닥에 지지되어 있다. 이 기계에 F=485sin(200t)N의 가진력이 작용하고 있다면 바닥에 전달되는 힘은 약 몇 N 인가?

  1. 100
  2. 200
  3. 300
  4. 400
(정답률: 33%)
  • 가진력이 작용하는 시스템에서 바닥으로 전달되는 힘은 가진력에 전달력 계수 $T_r$을 곱하여 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식]
    $$\omega_n = \sqrt{\frac{k}{m}}, \quad r = \frac{\omega}{\omega_n}, \quad T_r = \frac{\sqrt{1 + (2\zeta r)^2}}{\sqrt{(1 - r^2)^2 + (2\zeta r)^2}}$$
    ② [숫자 대입]
    $$\omega_n = \sqrt{\frac{1000 \times 10^3}{100}} = 100, \quad r = \frac{200}{100} = 2$$
    $$T_r = \frac{\sqrt{1 + (2 \times 0.2 \times 2)^2}}{\sqrt{(1 - 2^2)^2 + (2 \times 0.2 \times 2)^2}} = \frac{\sqrt{1.64}}{\sqrt{9.64}} \approx 0.41$$
    ③ [최종 결과]
    $$F_{trans} = 485 \times 0.41 \approx 200\text{ N}$$
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84. 그림과 같은 진동시스템의 운동방정식은?

(정답률: 59%)
  • 뉴턴의 제2법칙에 따라 질량 $m$인 물체에 작용하는 모든 힘의 합은 가속도에 질량을 곱한 값과 같습니다. 그림에서 운동 방향 $x$의 반대 방향으로 감쇠력 $c$가 두 곳에서 작용하고, 스프링력 $k$가 한 곳에서 작용하므로 운동방정식은 다음과 같습니다.
    $$m\ddot{x} = -c\dot{x} - c\dot{x} - kx$$
    이를 정리하면 최종 식은 다음과 같습니다.
    $$m\ddot{x} + 2c\dot{x} + kx = 0$$
    따라서 정답은 입니다.
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85. 20g의 탄환이 수평으로 1200m/s이 속도로 발사되어 정지해 있던 300g의 블록에 박힌다. 이후 스프링에 발생한 최대 압축 길이는 약 몇 m 인가? (단, 스프링상수는 200N/m 이고 처음에 변형되지 않은 상태였다. 바닥과 블록 사이의 마찰은 무시한다.)

  1. 2.5
  2. 3.0
  3. 3.5
  4. 4.0
(정답률: 50%)
  • 탄환이 블록에 박히는 과정에서 운동량이 보존되고, 이후 블록과 탄환의 합쳐진 운동에너지가 스프링의 탄성 위치에너지로 전환됩니다.
    ① [기본 공식] $m_1 v_1 = (m_1 + m_2)v, \quad \frac{1}{2}(m_1 + m_2)v^2 = \frac{1}{2}kx^2$
    ② [숫자 대입] $0.02 \times 1200 = 0.32 \times v \rightarrow v = 75 \rightarrow 0.32 \times 75^2 = 200 \times x^2$
    ③ [최종 결과] $x = 3.0$
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86. 북극과 남극이 일직선으로 관통된 구멍을 통하여, 북극에서 지구 내부를 향하여 초기속도 vo=10m/s로 한 질점을 던졌다. 그 질점이 A점(S=R/2)을 통과할 때의 속력은 약 몇 km/s 인가? (단, 지구내부는 균일한 물질로 채워져 있으며, 중력가속도는 O점에서 0이고, O점으로 부터의 위치 S에 비례한다고 가정한다. 그리고 지표면에서 중력가속도는 9.8m/s2, 지구 반지름은 R=6371km 이다.)

  1. 6.84
  2. 7.90
  3. 8.44
  4. 9.81
(정답률: 35%)
  • 지구 내부에서 중력가속도가 중심으로부터의 거리에 비례한다고 가정할 때, 에너지 보존 법칙을 이용하여 A점에서의 속력을 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $v^2 = v_0^2 + 2g'\Delta s$
    ② [숫자 대입] $v^2 = 10^2 + 2 \times \frac{3 \times 9.8}{4} \times (6371000 \times \frac{1}{2})$
    ③ [최종 결과] $v = 6843 \text{ m/s} \approx 6.84 \text{ km/s}$
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87. 진동수(f), 주기(T), 각진동수(ω)의 관계를 표시한 식으로 옳은 것은?

(정답률: 64%)
  • 진동수 $f$는 주기 $T$의 역수이며, 각진동수 $\omega$와는 $2\pi$의 관계를 가집니다. 이를 하나의 식으로 연결하면 정답이 도출됩니다.
    $$f = \frac{1}{T} = \frac{\omega}{2\pi}$$
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88. 물체의 위치가 x가 x = 6t2 - t3[m]로 주어졌을 때 최대 속도의 크기는 몇 m/s인가? (단, 시간의 단위는 초이다.)

  1. 10
  2. 12
  3. 14
  4. 16
(정답률: 67%)
  • 위치 함수를 시간에 대해 한 번 미분하면 속도 함수가 되며, 속도가 최대가 되는 지점은 속도를 다시 미분한 가속도가 0이 되는 지점입니다.
    ① [기본 공식] $v = \frac{dx}{dt}, \quad a = \frac{dv}{dt} = 0$
    ② [숫자 대입] $v = 12t - 3t^2 \rightarrow a = 12 - 6t = 0 \rightarrow t = 2 \rightarrow v(2) = 12(2) - 3(2^2)$
    ③ [최종 결과] $v = 12$
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89. 경사면에 질량 M의 균일한 원기둥이 있다. 이 원기둥에 감겨 있는 실을 경사면과 동일한 방향인 위쪽으로 잡아당길 때, 미끄럼이 일어나지 않기 위한 실의 장력 T의 조건은? (단, 경사면의 각도는 α, 경사면과 원기둥사이의 마찰계수를 μs, 중력가속도를 g라 한다.)

  1. T ≤ Mg(3μssinα + cosα)
  2. T ≤ Mg(3μssinα - cosα)
  3. T ≤ Mg(3μscosα + sinα)
  4. T ≤ Mg(3μscosα - sinα)
(정답률: 40%)
  • 원기둥이 미끄러지지 않고 굴러가기 위해서는 힘의 평형과 토크의 평형을 만족해야 합니다. 경사면 방향의 힘의 합과 회전 중심에 대한 토크 합을 분석하여 장력 $T$의 범위를 도출합니다.
    ① [기본 공식] $T \le Mg(3\mu_s \cos\alpha - \sin\alpha)$
    ② [숫자 대입] (조건식 그대로 적용)
    ③ [최종 결과] $T \le Mg(3\mu_s \cos\alpha - \sin\alpha)$
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90. 직선 진동계에서 질량 98kg의 물체가 16초간에 10회 진동하엿다. 이 진동계의 스프링 상수는 몇 N/cm 인가?

  1. 37.8
  2. 15.1
  3. 22.7
  4. 30.2
(정답률: 45%)
  • 진동수와 질량, 스프링 상수의 관계식을 이용하여 스프링 상수를 구합니다.
    ① [기본 공식] $f = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}$
    ② [숫자 대입] $0.625 = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{98}}$
    ③ [최종 결과] $k = 1511\text{ N/m} = 15.1\text{ N/cm}$
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91. 용접부의 시험검사 방법 중 파괴시험에 해당하는 것은?

  1. 외관시험
  2. 초음파 탐상시험
  3. 피로시험
  4. 음향시험
(정답률: 73%)
  • 피로시험은 재료에 반복적인 하중을 가해 파괴될 때까지 시험하는 대표적인 파괴시험입니다. 외관시험, 초음파 탐상시험, 음향시험은 제품을 파괴하지 않고 검사하는 비파괴시험에 해당합니다.
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92. 담금질된 강의 마텐자이트 조직은 경도는 높지만 취성이 매우 크고 내부적으로 잔류응력이 많이 남아 있어서 A1 이하의 변태점에서 가열하는 열처리 과정을 통하여 인성을 부여하고 잔류응력을 제거하는 열처리는?

  1. 풀림
  2. 불림
  3. 침탄법
  4. 뜨임
(정답률: 55%)
  • 담금질 후 마텐자이트 조직의 취성을 줄이고 인성을 부여하며 내부 응력을 제거하기 위해 $A_{1}$ 변태점 이하로 재가열하는 열처리는 뜨임입니다.

    오답 노트
    풀림: $A_{1}$이상 가열 후 서냉하여 연화시킴
    불림: $A_{3}$이상 가열 후 공냉하여 조직 표준화
    침탄법: 표면의 탄소 농도를 높이는 표면경화법
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93. 방전가공의 특징으로 틀린 것은?

  1. 무인가공이 불가능하다.
  2. 가공 부분에 변질층이 남는다.
  3. 전극의 형상대로 정밀하게 가공할 수 있다.
  4. 가공물의 경도와 관계없이 가공이 가능하다.
(정답률: 54%)
  • 방전가공은 전극과 가공물 사이의 스파크를 이용하므로, 자동 제어 시스템을 통해 사람이 없어도 가공이 가능한 무인가공이 가능합니다.
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94. 단체모형, 분할모형, 조립모형의 종류를 포괄하는 실제 제품과 같은 모양의 모형은?

  1. 고르게 모형
  2. 회전 모형
  3. 코어 모형
  4. 현형
(정답률: 69%)
  • 현형은 실제 제품과 동일한 모양을 가진 모형을 통칭하며, 제작 방식에 따라 단체모형, 분할모형, 조립모형 등으로 분류됩니다.
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95. 압연에서 롤러의 구동은 하지 않고 감는 기계의 인장 구동으로 압연을 하는 것으로 연질재의 박판 압연에 사용되는 압연기는?

  1. 3단 압연기
  2. 4단 압연기
  3. 유성 압연기
  4. 스테켈 압연기
(정답률: 51%)
  • 스테켈 압연기는 롤러 자체에 구동력을 주지 않고, 소재를 감는 기계의 인장력으로 압연을 수행하는 방식으로 주로 연질재의 박판 압연에 사용됩니다.
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96. 압연가공에서 가공 전의 두께가 20mm이던 것이 가공 후의 두께가 15mm로 되었다면 압하율은 몇 % 인가?

  1. 20
  2. 25
  3. 30
  4. 40
(정답률: 73%)
  • 압하율은 가공 전후의 두께 차이를 초기 두께로 나눈 비율을 의미합니다.
    ① [기본 공식] $\text{압하율} = \frac{T_0 - T_1}{T_0} \times 100$
    ② [숫자 대입] $\text{압하율} = \frac{20 - 15}{20} \times 100$
    ③ [최종 결과] $\text{압하율} = 25\%$
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97. 스프링 등과 같은 기계요소의 피로강도를 향상시키기 위해 작은 강구를 공작물의 표면에 충돌시켜서 가공하는 방법은?

  1. 숏 피닝
  2. 전해가공
  3. 전해연삭
  4. 화학연마
(정답률: 74%)
  • 숏 피닝은 작은 강구(Shot)를 고속으로 공작물 표면에 충돌시켜 표면에 압축 잔류 응력을 형성함으로써 피로 강도를 높이는 가공법입니다.
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98. 브라운샤프형 분할대로 의 각도를 분할할 때, 분할 크랭크의 회전을 어떻게 하면 되는가?

  1. 27구멍 분할판으로 14구멍씩
  2. 18구멍 분할판으로 11구멍씩
  3. 21구멍 분할판으로 7구멍씩
  4. 24구멍 분할판으로 15구멍씩
(정답률: 60%)
  • 브라운샤프 분할대의 분할 공식은 $\frac{N}{40} = \frac{n}{P}$ 입니다. 주어진 각도 $5\frac{1}{2}^{\circ}$를 분할하기 위해 필요한 회전수 $n$을 구합니다.
    ① [기본 공식] $n = \frac{N \times \text{각도}}{40}$
    ② [숫자 대입] $n = \frac{18 \times 5.5}{40} = \frac{99}{40} = 2 + \frac{19}{40}$
    이 계산 방식은 분할판의 구멍 수 $N$에 따라 달라지며, 18구멍 분할판을 사용할 때 11구멍씩 회전시키는 것이 해당 각도를 구현하는 정확한 방법입니다.
    ③ [최종 결과] $18\text{구멍 분할판으로 } 11\text{구멍씩}$
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99. 전기 아크용접에서 언더컷의 발생 원인으로 틀린 것은?

  1. 용접속도가 너무 빠를 때
  2. 용접전류가 너무 높을 때
  3. 아크길이가 너무 짧을 때
  4. 부적당한 용접봉을 사용했을 때
(정답률: 51%)
  • 언더컷은 용접 금속이 과하게 녹아 모재의 홈이 생기는 현상으로, 주로 열 입력이 너무 높거나 용접 속도가 빠를 때 발생합니다. 아크 길이가 길어지면 전압이 상승하여 열 입력이 증가하므로 언더컷이 발생하기 쉽지만, 아크 길이가 너무 짧은 것은 직접적인 원인이 아닙니다.

    오답 노트
    용접속도가 너무 빠를 때, 용접전류가 너무 높을 때, 부적당한 용접봉 사용: 모두 과도한 용융이나 불안정한 아크를 유발하여 언더컷의 원인이 됨
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100. 절삭가공 시 발생하는 절삭온도 측정방법이 아닌 것은?

  1. 부식을 이용하는 방법
  2. 복사고온계를 이용하는 방법
  3. 열전대에 의한 방법
  4. 칼로리미터에 의한 방법
(정답률: 67%)
  • 절삭온도 측정법에는 복사고온계를 이용한 비접촉식 방법, 열전대를 이용한 접촉식 방법, 그리고 절삭 에너지를 열량으로 환산하는 칼로리미터 방법 등이 사용됩니다.

    오답 노트
    부식을 이용하는 방법: 부식은 화학적 반응이며 온도 측정과는 무관합니다.
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