9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2019-02-23)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2019-02-23 기출문제)

목록

1. 1,200W의 전열기로 1kg의 물을 20℃에서 100℃까지 가열하는 데 걸리는 시간은 얼마인가? (단, 가열 중 에너지 손실은 발생하지 않으며 물의 비열은 4.2J/g·K로 일정하다고 가정한다.)

  1. 1분 7초
  2. 2분 30초
  3. 3분 10초
  4. 4분 40초
(정답률: 42%)
  • 물의 비열은 4.2J/g·K로 일정하므로, 1kg의 물을 80℃만큼 가열하는 데 필요한 열량은 다음과 같다.

    Q = mcΔT = 1000g × 4.2J/g·K × 80K = 336,000J

    전열기의 출력이 1,200W이므로, 1초당 전달되는 열량은 1,200J이다. 따라서, 물을 가열하는 데 필요한 시간은 다음과 같다.

    t = Q / P = 336,000J / 1,200W = 280초

    따라서, 4분 40초가 정답이다.
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2. 구성인선(built-up edge, BUE)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 구성인선으로 인한 가공면의 표면 거칠기의 값은 작아진다.
  2. 절삭유와 윤활성이 좋은 윤활제 사용으로 방지할수 있다.
  3. 발생과정은 발생→성장→분열→탈락의 순서로 주기적으로 반복된다.
  4. 절삭 속도를 높게 하거나, 절삭 깊이를 적게 하여 방지할 수 있다.
(정답률: 84%)
  • "구성인선으로 인한 가공면의 표면 거칠기의 값은 작아진다."가 가장 옳은 설명입니다. 구성인선은 절삭면과 절삭물질 사이에 생성되는 얇은 층으로, 절삭면과 마찰하면서 생기는 열로 인해 절삭물질이 절삭면에 끈적거리는 현상입니다. 이로 인해 절삭면과 절삭물질 사이에 얇은 층이 형성되어 표면 거칠기가 작아지게 됩니다. 다른 보기들은 구성인선을 방지하기 위한 방법들입니다.
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3. 기준치수에 대한 구멍의 공차가 , 축의 공차가 일 때 끼워맞춤의 종류는

  1. 헐거운 끼워맞춤
  2. 억지 끼워맞춤
  3. 중간 끼워맞춤
  4. 축 기준 끼워맞춤
(정답률: 74%)
  • 기준치수에 대한 구멍의 공차와 축의 공차가 모두 일정한 경우, 끼워맞춤의 종류는 중간 끼워맞춤이 됩니다. 이는 구멍과 축의 공차가 모두 일정하기 때문에, 구멍과 축의 중심이 일치하는 경우가 가장 적합하다고 판단되기 때문입니다. 따라서 중간 끼워맞춤이 선택되게 됩니다.
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4. 다음 중 무차원수는?

  1. 비중
  2. 비중량
  3. 점성계수
  4. 동점성계수
(정답률: 78%)
  • 무차원수란, 단위가 없는 수를 말합니다. 따라서 비중, 비중량, 점성계수, 동점성계수 모두 단위가 있으므로 무차원수가 아닙니다. 따라서 정답은 없습니다.
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5. 재료시험 항목과 시험 방법의 관계로 옳지 않은 것은?

  1. 충격시험: 샤르피(charpy)시험
  2. 크리프(creep)시험: 표면거칠기 시험
  3. 경도시험: 로크웰(Rockwell)경도시험
  4. 피로시험: 시편에 반복응력(cyclic stresses) 시험
(정답률: 93%)
  • 크리프(creep)시험은 재료가 일정한 응력 하에서 시간에 따라 변형하는 속도를 측정하는 시험으로, 표면거칠기와는 관련이 없습니다. 따라서 "크리프(creep)시험: 표면거칠기 시험"이 옳지 않은 것입니다.
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6. 복잡하고 정밀한 모양의 금형에 용융된 마그네슘 또는 알루미늄 등의 합금을 가압 주입하여 주물을 만드는 주조방법에 해당하는 것은?

  1. 셸 모울드 주조법
  2. 진원심 주조법
  3. 다이 캐스팅 주조법
  4. 인베스트먼트 주조법
(정답률: 72%)
  • 다이 캐스팅 주조법은 복잡하고 정밀한 모양의 금형에 용융된 합금을 가압 주입하여 주물을 만드는 방법입니다. 이 방법은 금형 내부에 공기나 기타 불순물이 들어가지 않도록 하여 고품질의 주물을 만들 수 있으며, 생산성이 높고 경제적입니다. 따라서 다이 캐스팅 주조법이 정답입니다.
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7. 압연가공에서 압하율[%]을 구하는 식으로 가장 옳은 것은? (단, H0 : 변형 전 두께, H1 : 변형 후 두께)

(정답률: 75%)
  • 압하율은 (H0 - H1) / H0 * 100 으로 구할 수 있습니다. 따라서 정답은 "" 입니다. 이유는 분자에는 변형 전 두께에서 변형 후 두께를 뺀 값이 있고, 분모에는 변형 전 두께가 있기 때문입니다.
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8. 4사이클 6실린더 기관에서 실린더 지름 40mm, 행정 30mm일 때 총 배기량[cc]은?

  1. 24
  2. 72
  3. 80
  4. 96
(정답률: 62%)
  • 배기량[cc]은 실린더 지름의 제곱 × 행정 × 실린더 수 × 사이클 수 × 0.785로 계산됩니다. 따라서, 4사이클 6실린더 기관에서 실린더 지름이 40mm이고 행정이 30mm일 때, 총 배기량은 다음과 같이 계산됩니다.

    배기량[cc] = (40/2)^2 × 30 × 6 × 4 × 0.785
    = 20^2 × 30 × 6 × 4 × 0.785
    = 400 × 720
    = 288000

    따라서, 정답은 "72"입니다.
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9. 직경이 10mm이며, 인장강도가 400MPa의 연강봉재에 6,280N의 축방향 인장하중이 작용할 때 이 봉재의 안전율은? (단, π=3.14로 가정한다.)

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 75%)
  • 먼저, 봉재의 단면적을 구해야 합니다.
    봉재의 단면적 = (π/4) x (직경)^2 = (3.14/4) x (10mm)^2 = 78.5mm^2

    다음으로, 봉재가 견딜 수 있는 최대 하중을 구해야 합니다.
    최대 하중 = 인장강도 x 단면적 = 400MPa x 78.5mm^2 = 31,400N

    따라서, 봉재의 안전율은 최대 하중을 실제 하중으로 나눈 값입니다.
    안전율 = 최대 하중 / 실제 하중 = 31,400N / 6,280N = 5

    따라서, 정답은 "5"입니다.
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10. <보기>와 같이 동일 재료의 단붙이축을 탄성한도 이내의 힘 F로 양쪽에서 당겼더니, 축 A와 축 B의 변형량이 같았다. dB=2dA일 때 LA와 LB의 관계로 가장 옳은 것은? (단, 단면의 변화는 고려하지 않는다.)

  1. LB=0.5LA
  2. LB=√2LA
  3. LB=2LA
  4. LB=4LA
(정답률: 62%)
  • 단붙이축을 탄성한도 이내의 힘 F로 당겼을 때, 축 A와 축 B의 변형량이 같다는 것은 Hooke의 법칙에 따라 변형률이 같다는 것을 의미합니다. 변형률은 변형량을 원래 길이로 나눈 값으로, 이 경우에는 축 A와 축 B의 길이가 변형량에 비례한다는 것을 의미합니다.

    따라서, LB=2dB+2dA=2(dA*2)+2dA=4dA=4LA 이므로, 정답은 "LB=4LA " 입니다.
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11. 가솔린기관에서 노크가 발생할 때 일어나는 현상으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 연소실의 온도가 상승한다.
  2. 금속성 타격음이 발생한다.
  3. 배기가스의 온도가 상승한다.
  4. 최고 압력은 증가하나 평균유효압력은 감소한다.
(정답률: 37%)
  • 가솔린기관에서 노크가 발생하면 연소실 내부의 압력과 온도가 상승하게 됩니다. 이로 인해 연소실 내부의 공기와 연료가 더 높은 압력과 온도에서 연소하게 되어 배기가스의 온도가 상승하게 됩니다. 따라서 "배기가스의 온도가 상승한다."가 가장 옳지 않은 것입니다.
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12. 수평면에 놓인 질량 √2kg의 물체에 <보기>와 같은 방향으로 F의 일정한 힘이 작용하여 오른쪽으로 1m/s2의 등가속도로 미끄러지고 있다. 수평면과 물체 사이의 운동마찰계수가 0.5이고, 중력가속도를 10m/s2으로 가정할 때, 힘 F의 크기[N]는?

  1. 5
  2. 5√2
  3. 12
  4. 24
(정답률: 34%)
  • 물체가 등속도로 움직이는 경우, 운동마찰력과 힘 F는 서로 상쇄되어야 한다. 따라서, 운동마찰력의 크기는 물체의 무게와 같아야 한다. 즉, 운동마찰력의 크기는 √2 × 10 = 20N 이다.

    따라서, F의 크기는 운동마찰력과 물체의 등가질량에 의한 힘의 합력이어야 한다. 물체의 등가질량은 m = √2 × (1 - 0.5) = √2 × 0.5 = √0.5 이다.

    합력 = F - 운동마찰력 - 중력 = m × 가속도 = √0.5 × 1 = √0.5

    따라서, F = 운동마찰력 + 중력 + √0.5 = 20 + √2 × 10 + √0.5 ≈ 24 (단위: N)

    따라서, 정답은 "24" 이다.
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13. 상온에서 비중이 작은 금속부터 순서대로 바르게 나열된 것은?

  1. 알루미늄-마그네슘-티타늄
  2. 알루미늄-티타늄-마그네슘
  3. 마그네슘-알루미늄-티타늄
  4. 티타늄-마그네슘-알루미늄
(정답률: 74%)
  • 이유: 바륨(Ba) 이전까지는 전자껍질에 있는 전자의 수가 2, 8, 18, 32, 50, 82, 126로 채워지는데, 이를 쉘 구조라고 한다. 이 중에서도 2번째 쉘에 있는 전자의 수가 적을수록 원자 반지름이 작아지기 때문에, 이 쉘에 있는 원소들은 비중이 작은 순서대로 나열된다. 따라서 마그네슘(Mg)가 가장 작고, 알루미늄(Al)이 그 다음이며, 티타늄(Ti)이 가장 크기 때문에 "마그네슘-알루미늄-티타늄"이 정답이 된다.
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14. 주철 조직에 관한 마우러(Maurer) 선도와 관계있는 원소는?

  1. Si
  2. Mn
  3. P
  4. S
(정답률: 78%)
  • 주철 조직에 관한 마우러(Maurer) 선도는 주철의 결정화 경향성을 나타내는 선도입니다. 이 선도에서 Si는 주철의 결정화 경향성을 강화시키는 원소로 작용합니다. 따라서 정답은 "Si"입니다.
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15. <보기>와 같이 간격이 L인 두 개의 커다란 평행 평판 사이에 점성계수 μ인 뉴턴 유체가 놓여 있다. 아래 평판은 고정되어 있으며, 면적이 A인 위 평판에 힘 F를 가해 위 평판을 일정 속도 v로 움직인다. 다음의 서술 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. 거리 L이 커질수록 필요한 힘 F가 커진다.
  2. 힘 F가 클수록 속도 v는 비례하여 커진다.
  3. 평판 면적 A가 커질수록 필요한 힘 F가 커진다.
  4. 점성계수 μ가 클수록 필요한 힘 F가 커진다.
(정답률: 70%)
  • 거리 L이 커질수록 필요한 힘 F가 커진다. 이유는 뉴턴 유체의 점성력은 뉴턴의 법칙에 따라 F = μAv/L로 계산되는데, L이 커질수록 분모가 커져서 필요한 힘이 커지기 때문이다. 즉, 두 평판 사이의 거리가 멀어질수록 뉴턴 유체를 움직이기 위해 더 많은 힘이 필요하다.
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16. 부력에 관한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 유체 내에 잠겨 있는 물체에 작용하는 부력은 그 물체에 의해 배제된 유체의 무게와 같다.
  2. 유체 위에 떠 있는 물체에 작용하는 부력은 그 물체의 무게와 같다.
  3. 부력은 배제된 유체의 무게중심을 통과하여 상향으로 작용한다.
  4. 일정한 밀도를 갖는 유체 내에서의 부력은 자유표면으로부터 거리가 멀어질수록 증가한다.
(정답률: 52%)
  • "일정한 밀도를 갖는 유체 내에서의 부력은 자유표면으로부터 거리가 멀어질수록 증가한다."라는 설명이 옳지 않습니다.

    이유는 부력은 물체가 유체 내에 잠겨 있을 때, 그 물체가 배제한 부피의 유체의 무게와 같은 크기의 힘을 받는 것이기 때문입니다. 따라서 부력의 크기는 물체가 배제한 부피의 크기와 밀도에 의해 결정됩니다. 자유표면으로부터 거리가 멀어질수록 부력의 크기가 증가하는 것은 아닙니다.
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17. 이상기체의 교축과정(throttling process)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 엔탈피의 변화가 없다.
  2. 온도의 변화가 없다.
  3. 압력의 변화가 없다.
  4. 비가역 단열과정이다.
(정답률: 49%)
  • 이상기체의 교축과정은 비가역 단열과정으로, 엔탈피와 온도는 변화하지만 압력은 변화하지 않습니다. 이는 교축과정에서 기체의 운동에너지가 일부 포텐셜 에너지로 변환되어 압력이 일정하게 유지되기 때문입니다. 따라서 "압력의 변화가 없다"가 가장 옳은 설명입니다.
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18. 범용 선반(Lathe)의 크기를 표시하는 방법에 해당하지 않는 것은?

  1. 베드 위의 스윙
  2. 왕복대상의 스윙
  3. 테이블의 최대이동거리
  4. 양센터 사이의 최대이동거리
(정답률: 50%)
  • 범용 선반의 크기를 표시하는 방법은 대개 베드 위의 스윙과 왕복대상의 스윙, 양센터 사이의 최대이동거리 등을 고려합니다. 그러나 테이블의 최대이동거리는 범용 선반의 크기를 표시하는 방법에 해당하지 않습니다. 이는 범용 선반의 크기와는 관련이 없는 기능이기 때문입니다. 테이블의 최대이동거리는 작업물을 이동시키는 데 사용되는 기능으로, 범용 선반의 크기와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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19. 아크 용접 결함인 언더컷의 주요 발생원인으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 아크 길이가 너무 길 때
  2. 전류가 너무 낮을 때
  3. 용접봉 선택이 부적당할 때
  4. 용접 속도가 너무 빠를 때
(정답률: 66%)
  • 언더컷은 용접 부위의 가장자리에서 용접재가 부족해지거나 용접재가 용융되어 떨어지는 결함입니다. 이러한 결함은 전류가 너무 높거나 용접 속도가 너무 빠를 때 발생합니다. 따라서, 주요 발생원인으로 가장 옳지 않은 것은 "전류가 너무 낮을 때"입니다. 전류가 너무 낮으면 용접재가 충분히 용융되지 않아 결함이 발생하지 않기 때문입니다.
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20. 도면의 표제란에 기입하는 내용에 해당하는 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

  1. ㄱ, ㄴ, ㄷ
  2. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
  3. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ
  4. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ, ㅂ
(정답률: 70%)
  • 정답은 "ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ" 입니다.

    도면의 표제란에는 해당 도면의 내용을 간략하게 표현하는 제목이 포함됩니다. 이 도면의 경우 "플랜지" 라는 부품을 그리는 도면이므로, "플랜지" 라는 제목이 표기되어야 합니다. 따라서 "ㄱ"의 "플랜지"가 해당하며, 나머지 보기들은 "플랜지" 라는 제목에 포함되지 않는 내용들이므로 정답이 아닙니다.
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