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

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 2019-02-23 필기 기출문제 해설

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9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2019-02-23 기출문제)

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1과목: 과목 구분 없음

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: 48%)
  • 전열기의 전기 에너지가 모두 물의 열에너지로 전환된다고 가정하여 시간을 계산합니다.
    필요 열량 $Q = cm\Delta T$이고, 공급 에너지 $W = Pt$ 입니다.
    ① [기본 공식] $t = \frac{cm\Delta T}{P}$
    ② [숫자 대입] $t = \frac{4.2 \times 1000 \times (100 - 20)}{1200}$
    ③ [최종 결과] $t = 280 \text{ s} = 4\text{분 } 40\text{초}$
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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: 88%)
  • 구성인선(BUE)이 발생하면 절삭날의 끝단이 불규칙하게 변하고 탈락 시 가공면의 일부를 함께 뜯어내기 때문에 표면 거칠기 값이 커지며 가공 정밀도가 떨어집니다.
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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: 72%)
  • 구멍의 최대 치수($260.05$)가 축의 최대 치수($260.04$)보다 크고, 구멍의 최소 치수($260.00$)가 축의 최소 치수($259.91$)보다 크지만, 공차 범위가 서로 겹쳐 있어 조립 상태에 따라 헐거울 수도 있고 억지일 수도 있는 상태입니다.
    구멍 공차: $\phi 260^{+0.05}_{0}$
    축 공차: $\phi 260^{+0.04}_{-0.09}$
    따라서 이러한 끼워맞춤을 중간 끼워맞춤이라고 합니다.
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4. 다음 중 무차원수는?

  1. 비중
  2. 비중량
  3. 점성계수
  4. 동점성계수
(정답률: 77%)
  • 비중은 어떤 물질의 밀도와 표준 물질(일반적으로 $4^{\circ}\text{C}$의 물)의 밀도 사이의 비율을 나타내므로, 단위가 서로 상쇄되어 단위가 없는 무차원수가 됩니다.

    오답 노트
    비중량: 단위 중량(N/m$^3$)
    점성계수: 점성 저항 계수(Pa·s)
    동점성계수: 점성계수를 밀도로 나눈 값(m$^2$/s)
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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: 94%)
  • 크리프 시험은 고온에서 일정한 하중을 가했을 때 시간이 경과함에 따라 변형이 증가하는 현상을 측정하는 시험입니다. 표면거칠기 시험과는 전혀 무관한 개념입니다.

    오답 노트
    충격시험: 샤르피 시험으로 재료의 인성을 측정함
    경도시험: 로크웰 시험 등으로 표면의 단단함을 측정함
    피로시험: 반복응력을 가해 재료의 내구성을 측정함
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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: 70%)
  • 다이 캐스팅 주조법은 정밀한 금형에 용융 금속(알루미늄, 마그네슘 등)을 고압으로 가압 주입하여 치수 정밀도가 높고 표면이 매끄러운 제품을 대량 생산하는 방법입니다.
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7. 압연가공에서 압하율[%]을 구하는 식으로 가장 옳은 것은? (단, H0 : 변형 전 두께, H1 : 변형 후 두께)

(정답률: 73%)
  • 압연가공에서 압하율은 변형 전 두께에 대해 두께가 얼마나 감소했는지를 백분율로 나타낸 값입니다.
    $$\frac{H_{0} - H_{1}}{H_{0}} \times 100$$
    따라서 정답은  입니다.
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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: 63%)
  • 총 배기량은 단일 실린더의 체적(원기둥 부피)에 실린더 수를 곱하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $V = \frac{\pi d^{2}}{4} \times L \times N$ (단, $d$: 지름, $L$: 행정, $N$: 실린더 수)
    ② [숫자 대입] $V = \frac{\pi \times 40^{2}}{4} \times 30 \times 6$
    ③ [최종 결과] $V = 72\pi$
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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: 77%)
  • 안전율은 재료의 인장강도를 실제 작용하는 응력으로 나눈 값입니다. 먼저 하중과 단면적을 통해 응력을 계산합니다.
    ① [기본 공식] $S = \frac{\sigma_{ut}}{\sigma} = \frac{\sigma_{ut}}{F / A}$
    ② [숫자 대입] $S = \frac{400}{6280 / (\frac{\pi \times 10^2}{4})}$
    ③ [최종 결과] $S = 5$
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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: 61%)
  • 재료의 변형량 공식 $\delta = \frac{FL}{AE}$를 이용합니다. 두 축의 변형량이 같고 동일 재료($E$ 동일), 동일 힘($F$ 동일)이므로 단면적 $A$와 길이 $L$의 곱이 일정해야 합니다.
    ① [기본 공식] $\frac{F L_{A}}{A_{A} E} = \frac{F L_{B}}{A_{B} E}$
    ② [숫자 대입] $L_{A} \times \frac{1}{\pi (d_{A}/2)^{2}} = L_{B} \times \frac{1}{\pi (2d_{A}/2)^{2}}$
    ③ [최종 결과] $L_{B} = 4 L_{A}$
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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: 41%)
  • 노크(Knocking) 현상이 발생하면 연소실 내에서 비정상적인 폭발이 일어나 금속성 타격음이 발생하고 최고 압력이 급증하며, 연소 효율이 떨어져 평균유효압력은 감소합니다. 하지만 불완전 연소와 급격한 압력 상승으로 인해 오히려 배기가스의 온도는 낮아지는 경향이 있습니다.
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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: 35%)
  • 뉴턴의 제2법칙($F=ma$)을 이용하여 수평 방향의 힘의 평형 방정식을 세워 계산합니다.
    수평 방향 힘: $F \cos 45^{\circ} - \mu(mg + F \sin 45^{\circ}) = ma$
    ① [기본 공식] $F \cos 45^{\circ} - \mu(mg + F \sin 45^{\circ}) = ma$
    ② [숫자 대입] $F \times 0.707 - 0.5( \sqrt{2} \times 10 + F \times 0.707) = \sqrt{2} \times 1$
    ③ [최종 결과] $F = 24$
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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: 78%)
  • 금속의 비중 순서는 마그네슘 < 알루미늄 < 티타늄 순으로 작습니다.
    암기 팁: 마베알티 주바크망 철니구모 은납텅 금백이 순으로 비중이 증가합니다.
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14. 주철 조직에 관한 마우러(Maurer) 선도와 관계있는 원소는?

  1. Si
  2. Mn
  3. P
  4. S
(정답률: 74%)
  • 마우러(Maurer) 선도는 주철에서 탄소(C)와 규소(Si)의 함량에 따라 조직이 어떻게 변하는지를 나타내는 상태도입니다.
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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: 72%)
  • 뉴턴 유체의 점성 법칙에 따라 평판을 움직이는 데 필요한 힘은 점성계수, 면적, 속도에 비례하고 간격에 반비례합니다.
    ① [기본 공식] $F = \mu \frac{A v}{L}$
    ② [숫자 대입] (공식 내 $L$이 분모에 위치함)
    ③ [최종 결과] 거리 $L$이 커질수록 힘 $F$는 작아집니다.
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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: 56%)
  • 부력은 물체가 밀어낸 유체의 무게와 같으며, 유체의 밀도가 일정하다면 잠긴 부피가 동일할 때 깊이(자유표면으로부터의 거리)와 상관없이 부력의 크기는 일정합니다.
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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: 51%)
  • 이상기체의 교축과정은 좁은 통로를 통해 유체가 흐르며 압력이 급격히 떨어지는 비가역 단열과정으로, 엔탈피와 온도는 일정하게 유지되지만 압력은 반드시 감소합니다.
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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 결정하는 주요 기준은 가공 가능한 공작물의 최대 직경과 길이를 나타내는 베드 위의 스윙, 왕복대상의 스윙, 그리고 양센터 사이의 최대이동거리입니다.

    오답 노트
    테이블의 최대이동거리: 밀링 머신 등 다른 공작기계의 규격 표시 방법입니다.
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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: 67%)
  • 언더컷은 용접 비드 끝단이 모재 쪽으로 파여 들어가는 결함으로, 주로 전류가 너무 높거나 아크 길이가 길 때, 또는 용접 속도가 너무 빠를 때 발생합니다. 반대로 전류가 너무 낮으면 용입 부족이 발생하며 언더컷의 직접적인 원인이 되지 않습니다.
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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: 73%)
  • 도면의 표제란은 도면의 식별과 관리를 위해 필요한 기본 정보를 기입하는 곳으로, 품명, 수량, 척도, 각법(투상법), 재질 등이 포함됩니다.


    오답 노트
    표면거칠기: 표제란이 아닌 도면의 해당 부위나 표면거칠기 기호란에 별도로 표시합니다.
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