9급 지방직 공무원 서울시 기계일반 필기 기출문제복원 (2021-06-05)

9급 지방직 공무원 서울시 기계일반
(2021-06-05 기출문제)

목록

1. <보기>는 동력 전달 장치의 조립도이다. ㈎∼㈑에 해당하는 부품에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. ㈎는 동력 전달 축에 회전체를 고정하는 너트(nut)이다.
  2. ㈏는 동력 전달 축에 고정한 기어(gear)이다.
  3. ㈐는 동력 전달 축을 지지하는 볼 베어링(ball bearing)이다.
  4. ㈑는 동력 전달 축에 회전체를 고정한 키(key)이다.
(정답률: 70%)
  • ㈏은 기어(gear)이기 때문에 회전력을 전달하는 역할을 합니다. 반면에 ㈎는 회전체를 고정하는 너트(nut)이기 때문에 회전력을 전달하는 역할을 하지 않습니다. 따라서, "㈏는 동력 전달 축에 고정한 기어(gear)이다."가 가장 옳은 설명입니다.
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2. 버(burr) 제거 작업 공정이 아닌 것은?

  1. 숏피닝
  2. 숏블라스팅
  3. 연마제유동가공
  4. 진동피니싱
(정답률: 55%)
  • 숏피닝은 버 제거 작업 공정이 아닙니다. 숏피닝은 금속 표면의 거칠기를 줄이기 위해 사용되는 가공 기술입니다. 반면에, 숏블라스팅, 연마제유동가공, 진동피니싱은 모두 버 제거 작업 공정에 사용되는 기술입니다.
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3. 풀림(annealing) 처리를 하는 목적 중 가장 옳지 않은 것은?

  1. 경도를 감소시키고 내부응력을 제거한다.
  2. 불균일한 조직을 균일화한다.
  3. 결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시킨다.
  4. 내부의 가스나 불순물을 방출시키거나 확산시킨다.
(정답률: 52%)
  • 풀림(annealing) 처리의 목적은 결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시키는 것이 아니라, 경도를 감소시키고 내부응력을 제거하고, 불균일한 조직을 균일화하는 것입니다. 따라서 "결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시킨다."가 가장 옳지 않은 목적입니다.
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4. 차축과 차체를 연결하여 주행 중 노면에서 받는 진동이나 충격을 흡수하고 운전자가 승차감이 좋도록 느끼게 하며 차량의 안전성을 향상시키는 현가장치의 주요 구성 요소가 아닌 것은?

  1. 스프링(spring)
  2. 쇽 업소버(shock absorber)
  3. 스태빌라이저(stabilizer)
  4. 스테이터(stator)
(정답률: 57%)
  • 스테이터는 전기 모터에서 회전자를 돌리기 위해 필요한 자기장을 만드는 부품으로, 현가장치와는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 스테이터입니다.
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5. 유효낙차 100[m], 유량 200[m3/sec]인 수력발전소의 수차에서 이론 출력의 값[kW]은?

  1. 392×103
  2. 283×103
  3. 196×103
  4. 90×103
(정답률: 63%)
  • 수력발전소의 이론 출력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    이론 출력 = 유효낙차 × 유량 × 중력가속도 × 유효계수

    여기서 중력가속도는 9.81[m/s2]이고, 유효계수는 수력발전소의 효율을 나타내는 값으로 일반적으로 0.8 ~ 0.9 사이의 값을 가집니다.

    따라서, 이 문제에서는 유효계수를 0.8로 가정하고 계산하면 다음과 같습니다.

    이론 출력 = 100[m] × 200[m3/sec] × 9.81[m/s2] × 0.8
    = 196,080[W]
    ≈ 196×103[kW]

    따라서, 정답은 "196×103"입니다.
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6. 인발(drawing)에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 단면수축률이 일정할 때 다이각이 증가하면 전단변형량이 증가하게 되므로 각 재료의 경도 및 강도에 따라 적정 다이각을 선택해야 한다.
  2. 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 후 소재의 단면적과의 비율로 표시한다.
  3. 일반적으로 인발속도가 증가함에 따라 인발력은 급속히 증가하나, 속도가 어느 한도 이상이 되면 인발력에 대한 속도의 영향이 작아진다.
  4. 소재에 역장력(인발방향과 반대방향으로 가하는 힘)을 가하면 인장응력은 증가하나 인발력에서 역장력을 뺀 다이추력(인발저항)은 감소한다.
(정답률: 34%)
  • 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 후 소재의 단면적과의 비율로 표시한다는 설명이 옳지 않습니다. 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 전의 단면적과의 비율로 표시합니다.
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7. 잇수가 10개인 평기어와 잇수가 30개인 평기어가 맞물려 회전하고 있다. 모듈이 5일 때, 두 평기어의 회전축 사이의 거리를 나타내는 중심거리의 값[mm]은?

  1. 400
  2. 300
  3. 200
  4. 100
(정답률: 71%)
  • 잇수가 10개인 평기어의 지름은 모듈 5일 때 50mm이고, 잇수가 30개인 평기어의 지름은 모듈 5일 때 150mm이다. 두 평기어가 맞물려 회전하고 있으므로, 두 지름의 중심축 사이의 거리는 (50+150)/2 = 100mm이다. 따라서 정답은 "100"이다.
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8. ϕ100G7의 구멍이 헐거운 끼워맞춤용으로 위 공차만으로 표기되고 있다. G 구멍의 아래 치수 (허용)차는 4[μm] 이고, IT7급에 해당하는 치수 공차는 35[μm]이다. 이 구멍의 치수를 공차방식으로 표시하였을 때 가장 옳은 것은?

(정답률: 38%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 IT7급의 치수 공차가 35[μm]이므로, 구멍의 아래 치수 차가 4[μm]인 경우에는 IT7-4[μm]로 표기해야 합니다. 따라서, ""가 옳은 표기법입니다.
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9. 점(spot)용접, 심(seam)용접에 해당하는 용접방법은?

  1. 비피복 아크용접
  2. 피복 아크용접
  3. 탄소 아크용접
  4. 전기 저항용접
(정답률: 72%)
  • 전기 저항용접은 두 개의 금속을 접합부분에서 압력을 가하며 전기 저항열로 용접하는 방법으로, 점(spot)용접과 심(seam)용접에 모두 적용됩니다. 따라서 정답은 전기 저항용접입니다.
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10. 체인 전동장치에서 스프로킷 휠의 회전수가 1,200[rpm], 잇수가 40, 체인 피치가 10[mm]일 때, 체인의 평균속도의 값[m/s]은?

  1. 2
  2. 4
  3. 8
  4. 12
(정답률: 58%)
  • 체인 전동장치에서 스프로킷 휠의 회전수가 1,200[rpm]이므로, 스프로킷 휠의 회전속도는 1200/60 = 20[rev/s]입니다. 이때, 스프로킷 휠의 잇수가 40이므로, 체인의 회전수는 20 × 40 = 800[rev/s]입니다. 체인 피치가 10[mm]이므로, 체인의 평균속도는 800 × 10 × π × 1/60 = 41.89[m/min]입니다. 따라서, 체인의 평균속도의 값은 41.89/60 = 0.698[m/s]입니다. 이 값은 보기 중에서 "8"이 아니므로, 정답은 "8"이 아닙니다.
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11. 구리의 특성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?

  1. 아연(Zn), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등과 합금을 만들 수 없다.
  2. 유연하고 연성이 작아 가공이 어렵다.
  3. 전성이 작고 귀금속적인 성질이 우수하다.
  4. 전기 및 열의 전도성이 우수하다.
(정답률: 77%)
  • 구리는 전자의 이동이 자유로워 전기 및 열의 전도성이 우수합니다. 이는 구리가 전자를 전달하는 능력이 뛰어나기 때문입니다. 따라서 구리는 전기 및 열을 효율적으로 전달하는 용도로 많이 사용됩니다.
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12. 베어링 메탈의 구비 조건이 아닌 것은?

  1. 하중에 견딜 수 있도록 충분한 강도와 강성을 가져야 한다.
  2. 열전도율이 낮아야 한다.
  3. 내식성과 피로강도가 커야 한다.
  4. 마찰 마멸이 적어야 한다.
(정답률: 74%)
  • 베어링 메탈은 마찰력을 줄이고 내구성을 높이기 위해 사용되는 재료입니다. 따라서, 열전도율이 낮을수록 마찰 열이 적게 발생하고, 내구성이 높아지기 때문에 베어링 메탈의 구비 조건이 됩니다.
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13. 파스칼의 원리에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 오일은 힘을 전달할 수 있다.
  2. 오일은 운동을 전달할 수 있다.
  3. 단면적을 변화시키면 힘을 증대할 수 있다.
  4. 공기는 압축되며, 오일도 압축된다.
(정답률: 57%)
  • 파스칼의 원리는 압력이 가해지면 그 압력은 모든 방향으로 동일하게 전달된다는 원리입니다. 따라서 "공기는 압축되며, 오일도 압축된다."가 가장 옳지 않은 설명입니다. 공기와 오일은 모두 압력을 전달할 수 있지만, 공기는 압축되면 체적이 감소하고 압력이 증가하는 반면, 오일은 압축되면 체적이 거의 변하지 않고 압력이 전달됩니다.
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14. 금속 재료 탭 작업 시 주의사항으로 가장 옳지 않은 것은?

  1. 탭은 한쪽 방향으로만 계속 돌린다.
  2. 재료를 수평으로 단단히 고정한다.
  3. 기름을 충분히 넣는다.
  4. 재료의 구멍의 중심과 탭의 중심을 일치시킨다.
(정답률: 63%)
  • 탭은 한쪽 방향으로만 계속 돌리는 이유는 탭의 날이 한쪽 방향으로 기울어져 있기 때문입니다. 만약 반대 방향으로 돌리게 되면 탭의 날이 재료를 파괴하거나 깨뜨릴 수 있습니다. 따라서 탭 작업 시에는 항상 한쪽 방향으로만 돌리도록 주의해야 합니다.
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15. 18-8형 스테인리스강의 성분으로 옳은 것은?

  1. 니켈 18%, 크롬 8%
  2. 티탄 18%, 니켈 8%
  3. 크롬 18%, 니켈 8%
  4. 크롬 18%, 티탄 8%
(정답률: 57%)
  • 18-8형 스테인리스강은 크롬과 니켈의 비율이 각각 18%와 8%인 합금입니다. 이는 스테인리스강의 내식성과 내구성을 높여주는 중요한 성분들입니다. 따라서 정답은 "크롬 18%, 니켈 8%"입니다.
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16. 기계의 안전 설계 시, 고려해야 할 안전율(safety factor)에 대한 정의로 가장 옳은 것은?

  1. 재료의 기준 강도와 전단 응력과의 비
  2. 재료의 기준 강도와 허용 응력과의 비
  3. 재료의 극한 강도와 사용 응력과의 비
  4. 재료의 극한 강도와 잔류 응력과의 비
(정답률: 66%)
  • 안전율(safety factor)은 설계 시 예상되는 하중이나 부하에 대해 실제로 사용되는 재료의 강도나 내구성 등의 성능이 어느 정도인지 고려하여, 그 성능을 과소평가하지 않도록 하는 비율을 말합니다. 따라서 안전율이 높을수록 설계의 안정성이 높아지며, 안전율이 낮을수록 설계의 위험성이 높아집니다.

    이 중에서도 "재료의 기준 강도와 허용 응력과의 비"가 가장 옳은 정의입니다. 이유는 재료의 기준 강도는 해당 재료가 가지고 있는 최대 강도를 의미하며, 허용 응력은 해당 재료가 견딜 수 있는 최대 응력을 의미합니다. 따라서 이 둘의 비율을 구하면, 해당 재료가 얼마나 안전하게 사용될 수 있는지를 알 수 있습니다. 예를 들어, 재료의 기준 강도가 100이고 허용 응력이 50이라면, 안전율은 2가 됩니다. 이는 해당 재료가 실제로 견딜 수 있는 응력보다 2배 더 큰 하중이나 부하를 견딜 수 있다는 것을 의미합니다.
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17. 환봉에 반경 방향으로의 압축력이 작용하면 중심에 인장력이 발생하는 원리를 이용한 공정으로, 길고 두꺼운 이음매 없는 파이프와 튜브(seamless pipe and tube)를 만드는 열간가공 공정으로 가장 옳은 것은?

  1. 회전천공
  2. 관재압연
  3. 링압연
  4. 강구전조 작업
(정답률: 47%)
  • 회전천공은 원통형 블록을 회전시키면서 중앙에 위치한 다이(Die)와의 간극을 줄여가며 길고 두꺼운 이음매 없는 파이프와 튜브를 만드는 열간가공 공정입니다. 이 때, 반경 방향으로의 압축력이 작용하면 원리상 중심에 인장력이 발생하게 되어 이음매가 생기지 않습니다. 따라서 회전천공은 이음매 없는 파이프와 튜브를 만드는 가장 효과적인 방법 중 하나입니다.
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18. 산소 8[kg]과 질소 2[kg]으로 혼합된 기체가 있다. 산소의 정압 비열은 1,000[J/kg⋅K]이고, 질소의 정압비열은 1,500[J/kg⋅K]이라 할 때, 이 혼합기체가 갖는 정압 비열의 값[J/kg⋅K]은? (단, 주어진 조건 이외에는 고려하지 않는다.)

  1. 1,100
  2. 1,200
  3. 1,300
  4. 1,400
(정답률: 57%)
  • 산소와 질소의 비율이 8:2 이므로, 전체 질량은 10[kg]이다. 따라서, 혼합기체의 정압 비열은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    정압 비열 = (산소의 질량 비율 × 산소의 정압 비열 + 질소의 질량 비율 × 질소의 정압 비열) ÷ 전체 질량
    = (8/10 × 1,000 + 2/10 × 1,500) ÷ 10
    = 1,100

    따라서, 정답은 "1,100"이다.
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19. 금속 재료들의 열전도율과 전기전도율이 좋은 순서대로 바르게 나열한 것은?

  1. Al>Cu>Pb>Fe
  2. Cu>Al>Fe>Pb
  3. Al>Cu>Fe>Pb
  4. Cu>Al>Pb>Fe
(정답률: 54%)
  • 정답은 "Cu>Al>Fe>Pb"인데, 이유는 다음과 같습니다.

    1. Cu (구리) : 열전도율과 전기전도율이 모두 매우 높습니다. 이는 전자의 자유이동성이 높기 때문입니다. 또한, Cu는 용접성과 가공성이 뛰어나기 때문에 다양한 산업에서 널리 사용됩니다.

    2. Al (알루미늄) : 열전도율과 전기전도율이 높은 편입니다. Cu보다는 약간 떨어지지만, 가볍고 내식성이 좋아서 자동차, 항공기, 건축 등 다양한 분야에서 사용됩니다.

    3. Fe (철) : 열전도율과 전기전도율이 중간 정도입니다. Cu나 Al보다는 떨어지지만, 강도가 높아서 건축, 자동차, 철도 등에서 널리 사용됩니다.

    4. Pb (납) : 열전도율과 전기전도율이 매우 낮습니다. 또한, 독성이 있어서 사용이 제한됩니다. 따라서, 현재는 대부분 대체재로 사용됩니다.
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20. 길이 10[cm], 단면 2[cm]×3[cm]의 물체에 3[ton]의 인장력을 가하였을 때, 인장력에 의해 0.1[cm] 늘어났다. 물체에 작용하는 응력[kgf/cm2]과 변형률[%]은?

  1. 응력 50, 변형률 1
  2. 응력 50, 변형률 0.01
  3. 응력 500, 변형률 1
  4. 응력 500, 변형률 0.01
(정답률: 44%)
  • 먼저, 물체의 단면적은 2[cm]×3[cm] = 6[cm2]이고, 인장력은 3[ton] = 3000[kgf]이므로, 물체에 작용하는 응력은 3000[kgf] / 6[cm2] = 500[kgf/cm2]입니다.

    또한, 변형률은 (변형된 길이 - 원래 길이) / 원래 길이 × 100 으로 계산할 수 있습니다. 여기서 변형된 길이는 0.1[cm]이고, 원래 길이는 10[cm]이므로, 변형률은 (0.1[cm] - 10[cm]) / 10[cm] × 100 = -99% 입니다. 하지만, 변형률은 양수로 표현해야 하므로, -(-99%) = 99%가 됩니다.

    따라서, 정답은 "응력 500, 변형률 1" 입니다. 응력은 500[kgf/cm2]이고, 변형률은 1%입니다. 변형률이 1%인 이유는, 0.1[cm]의 변형이 10[cm]의 길이에서 발생했기 때문입니다. 즉, 10[cm]의 길이 중 1%에 해당하는 0.1[cm]만큼 변형이 발생했다는 것을 의미합니다.
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