2015년 국회사무처 9급 기계일반 가책형 기출문제 풀이
2015 9급 국회사무처 기계일반 가책형
유체역학에서 사용되는 레이놀즈 수에 대한 설명 중 옳은 것은?
① 레이놀즈 수는 유체점성에 반비례한다.
정답입니다 점성계수 μ가 분모에 있으므로 점성이 커지면 레이놀즈 수는 작아집니다.
② 레이놀즈 수는 유체속도에 반비례한다.
오답입니다 속도는 분자에 있으므로 반비례가 아니라 비례합니다.
③ 관 내부 유동에서의 레이놀즈 수는 관 직경에 반비례한다.
오답입니다 관 직경도 분자에 있으므로 직경이 커지면 레이놀즈 수도 커집니다.
④ 레이놀즈 수는 중력에 반비례한다.
오답입니다 중력이 들어가는 무차원수는 프루드 수이고 레이놀즈 수와는 무관합니다.
⑤ 레이놀즈 수는 압력에 반비례한다.
오답입니다 레이놀즈 수의 정의식에는 압력이 들어가지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 레이놀즈 수는 유체점성에 반비례한다.
레이놀즈 수는 Re = ρVD/μ = VD/ν 로 정의되며 관성력과 점성력의 비를 나타냅니다. 분자에는 밀도·속도·관 직경이, 분모에는 점성계수가 들어가므로 점성이 커질수록 레이놀즈 수는 작아집니다. 중력이나 압력은 정의식에 나타나지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 유체역학 # 레이놀즈수 # 점성계수 # 무차원수 # 관유동
다음 중 재료의 기계적 성질 중 크리프(creep)에 해당되는 것은?
① 재료가 견딜 수 있는 최고압축응력
오답입니다 재료가 견디는 최고압축응력은 압축강도를 뜻합니다.
② 재료가 소성변형에 견디는 저항의 크기
오답입니다 소성변형에 견디는 저항의 크기는 경도의 정의입니다.
③ 일정한 체적의 재료를 파단 시키는 데 요구되는 에너지의 양
오답입니다 파단까지 필요한 단위체적당 에너지는 인성(toughness)입니다.
④ 인장시험에서 주어지는 최대하중과 시험편 본래의 단면적에 대한 비
오답입니다 최대하중을 원단면적으로 나눈 값은 인장강도입니다.
⑤ 오랜시간 외력을 가할 시 서서히 그 변형이 증가하는 현상
정답입니다 일정 하중이 오래 걸릴 때 변형이 시간에 따라 서서히 커지는 것이 크리프입니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 오랜시간 외력을 가할 시 서서히 그 변형이 증가하는 현상
크리프는 일정한 하중이나 응력이 장시간 작용할 때 변형이 시간에 따라 계속 증가하는 현상입니다. 고온에서 특히 뚜렷하게 나타나며 터빈 블레이드나 보일러 배관의 수명을 좌우합니다. 나머지 보기는 각각 압축강도, 경도, 인성, 인장강도의 정의입니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 기계재료 # 크리프 # 기계적성질 # 인성 # 경도
입구와 토출구의 압력차가 1 bar인 펌프가 유량 10 L/s로 작동하고 있을 때 펌프의 작동에 필요한 최소 동력을 구하면?
① 0.1 kW
오답입니다 유량을 1 L/s로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
② 0.5 kW
오답입니다 동력을 절반으로 나누는 등 근거 없는 계수를 곱한 값입니다.
③ 1 kW
정답입니다 동력 = 압력차 × 유량 = 10⁵ Pa × 0.01 m³/s = 1,000 W입니다.
④ 2 kW
오답입니다 압력차를 2 bar로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
⑤ 10 kW
오답입니다 1 bar를 10⁶ Pa로 잘못 환산하면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 1 kW
펌프의 이론(최소) 동력은 압력 상승분과 체적유량의 곱, 즉 L = ΔP·Q 로 구합니다. 1 bar = 10⁵ N/m², 10 L/s = 0.01 m³/s이므로 L = 10⁵ × 0.01 = 1,000 W입니다. 즉 1 kW이며, 실제 축동력은 여기에 효율을 나눈 값이라 이보다 큽니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 유체역학 # 펌프동력 # 체적유량 # 압력차 # 단위환산
다음 재료역학 관련 설명 중 옳지 않은 것은?
① 재료의 가로변형률과 세로변형률 사이의 비는 탄성한도 이내에서는 일정하다.
오답입니다 가로변형률과 세로변형률의 비가 푸아송 비이며 탄성한도 내에서 일정합니다.
② 전단응력은 전단탄성계수와 전단변형률의 곱으로 나타낼 수 있다.
오답입니다 전단에 대한 훅의 법칙 τ = Gγ 그대로입니다.
③ 비틀림 응력은 원형단면의 중심에서 가장 크다.
정답입니다 비틀림 전단응력은 중심에서 0이고 바깥표면에서 최대가 됩니다.
④ 재료의 안전율은 극한강도의 허용응력에 대한 비로 나타낼 수 있다.
오답입니다 안전율은 극한강도를 허용응력으로 나눈 값이 맞습니다.
⑤ 재료에 충격하중이 작용할 때 발생하는 최대응력을 충격응력이라고 한다.
오답입니다 충격하중에 의해 순간적으로 생기는 최대응력을 충격응력이라 합니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 비틀림 응력은 원형단면의 중심에서 가장 크다.
원형축의 비틀림 전단응력은 τ = Tr/J 로 중심에서의 거리 r에 정비례합니다. 따라서 중심축에서는 0이고 바깥표면에서 최대가 되므로 ③의 설명은 반대로 되어 있습니다. 나머지 보기는 푸아송 비, 전단 훅의 법칙, 안전율, 충격응력의 정의를 바르게 옮긴 것입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 재료역학 # 비틀림 # 전단응력 # 푸아송비 # 안전율
다음 금속재료 중 상온에서 가장 강한 자성을 띠는 물질은?
① 구리
오답입니다 구리는 자기장을 약하게 밀어내는 반자성체입니다.
② 니켈
정답입니다 니켈은 철·코발트와 함께 상온에서 강자성을 띠는 대표 금속입니다.
③ 알루미늄
오답입니다 알루미늄은 아주 약한 상자성체라 자석에 붙지 않습니다.
④ 금
오답입니다 금은 반자성체로 자성이 거의 없습니다.
⑤ 은
오답입니다 은 역시 반자성체이며 자석에 반응하지 않습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 니켈
상온에서 강자성을 나타내는 금속은 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 세 가지가 대표적입니다. 보기 중에서는 니켈만 강자성체이고 구리·금·은은 반자성체, 알루미늄은 매우 약한 상자성체입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계재료 # 자성 # 강자성체 # 반자성체 # 니켈
단면적 10 cm2의 원형단면에 수직으로 1 N의 압축하중이 작용하면 이 때의 압축응력(Pa)은?
① 0.1
오답입니다 단면적을 10 m²로 잘못 보았을 때 나오는 값입니다.
② 1
오답입니다 단면적을 1 m²로 잘못 보았을 때 나오는 값입니다.
③ 10
오답입니다 10 cm²를 0.1 m²로 잘못 환산하면 나오는 값입니다.
④ 100
오답입니다 10 cm²를 10⁻² m²로 잘못 환산하면 나오는 값입니다.
⑤ 1,000
정답입니다 10 cm² = 1×10⁻³ m²이므로 σ = 1 / 10⁻³ = 1,000 Pa입니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 1,000
수직응력은 하중을 단면적으로 나눈 값 σ = P/A입니다. 1 cm² = 10⁻⁴ m²이므로 10 cm² = 10 × 10⁻⁴ = 1×10⁻³ m²입니다. σ = 1 N / (1×10⁻³ m²) = 1,000 N/m² = 1,000 Pa이며 압축응력입니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 재료역학 # 수직응력 # 압축응력 # 단위환산 # 단면적
기어에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?
① 헬리컬 기어: 이가 곡선으로 된 원통형 기어이며, 축 방향으로 스러스트가 발생한다.
오답입니다 헬리컬 기어는 이가 비스듬한 곡선이라 축방향 스러스트가 생깁니다.
② 베벨 기어: 축이 교차하는 두 원뿔면에 이를 낸 기어이다.
오답입니다 베벨 기어는 두 원뿔면에 이를 낸 것으로 축이 교차합니다.
③ 웜 기어: 웜과 웜 기어의 축이 직각을 이루며, 큰 감속비를 가진다.
오답입니다 웜 기어는 두 축이 직각으로 어긋나며 한 쌍으로 큰 감속비를 얻습니다.
④ 스퍼 기어: 원통의 안쪽에 이가 있는 기어이다.
정답입니다 원통 안쪽에 이가 있는 것은 내접기어이고 스퍼 기어는 바깥쪽에 축과 나란한 이가 있습니다.
⑤ 래크와 피니언: 피니언은 회전운동을, 래크는 직선운동을 한다.
오답입니다 래크와 피니언은 회전운동을 직선운동으로 바꾸는 조합이 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 스퍼 기어: 원통의 안쪽에 이가 있는 기어이다.
스퍼 기어는 원통의 바깥면에 축과 나란한 직선 이를 낸 가장 기본적인 평기어입니다. 원통의 안쪽에 이를 낸 것은 내접기어(internal gear)로 유성기어장치 등에 쓰입니다. 따라서 ④의 설명은 스퍼 기어가 아니라 내접기어의 설명입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 기어 # 스퍼기어 # 내접기어 # 웜기어
지상에서 높이 100 m인 지점에 설치된 물탱크의 수압이 2 bar 일 경우 지상에 위치한 급수밸브의 수압(bar)은? (단, 물의 밀도는 1,000 kg/m3 이고, 중력가속도는 9.81 m/s2 이며, 급수밸브는 닫혀 있다.)
① 8.5
오답입니다 높이를 약 66 m로 줄여 잡았을 때 나오는 값입니다.
② 14.2
오답입니다 중력가속도를 12 m/s²에 가깝게 잡아야 나오는 값입니다.
③ 2.9
오답입니다 높이를 10 m로 잘못 잡으면 2 + 0.98 = 2.98 bar가 되어 이 보기에 가까운 값이 됩니다.
④ 11.8
정답입니다 2 bar에 100 m 수두압 9.81 bar를 더해 11.81 bar가 됩니다.
⑤ 5.6
오답입니다 높이를 약 37 m로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 11.8
밸브가 닫혀 있어 물이 정지해 있으므로 정수압만 생각하면 됩니다. 100 m 수두에 해당하는 압력은 ρgh = 1,000 × 9.81 × 100 = 981,000 N/m² = 9.81 bar입니다. 여기에 탱크 수압 2 bar를 더하면 지상 밸브의 수압은 2 + 9.81 = 11.81 bar입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 유체역학 # 정수압 # 수두 # 압력환산 # 파스칼원리
유체의 점성(viscosity)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 점성의 크기를 나타내는 단위로 Pa·sec를 쓸 수 있다.
오답입니다 점성계수의 단위는 N·s/m² = Pa·s 가 맞습니다.
② 상대운동을 유발하는 외력에 저항하는 전단력이 생기게 하는 성질을 점성이라 한다.
오답입니다 상대운동에 저항하는 전단력을 만드는 성질이 점성입니다.
③ 액체의 점성은 분자 사이의 응집력에 의해 온도가 증가할수록 증가한다.
정답입니다 온도가 오르면 액체의 응집력이 약해져 점성은 오히려 감소합니다.
④ 기체의 점성은 분자 충돌에 의해 기인하기 때문에 온도가 증가할수록 증가한다.
오답입니다 기체는 분자 운동량 교환이 활발해져 온도가 오르면 점성이 증가합니다.
⑤ 뉴턴(Newton)유체에 있어서 점성은 속도구배와 전단응력 사이의 비례상수에 해당한다.
오답입니다 뉴턴유체에서 τ = μ(du/dy)이므로 점성계수가 비례상수입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 액체의 점성은 분자 사이의 응집력에 의해 온도가 증가할수록 증가한다.
액체의 점성은 분자 간 응집력에서 비롯되므로 온도가 올라가면 응집력이 약해져 점성이 감소합니다. 반대로 기체의 점성은 분자 충돌에 의한 운동량 전달이 원인이라 온도가 올라가면 증가합니다. ③은 액체에 대해 방향을 반대로 서술했습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 유체역학 # 점성 # 점성계수 # 온도의존성 # 뉴턴유체
길이 10 m, 단면적 2 cm2인 원형봉에 인장하중 2,000 N이 작용하면 신장량(mm)은? (단, 탄성계수 = 100 GPa이다.)
① 0.5
오답입니다 단면적을 4 cm²로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
② 1
정답입니다 δ = PL/(AE) = 2,000 × 10 / (2×10⁻⁴ × 100×10⁹) = 1×10⁻³ m = 1 mm입니다.
③ 2
오답입니다 단면적을 1 cm²로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
④ 10
오답입니다 탄성계수를 10 GPa로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
⑤ 50
오답입니다 탄성계수를 2 GPa로 잡거나 길이를 500 m로 잡아야 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 1
축하중을 받는 봉의 신장량은 δ = PL/(AE) 로 구합니다. P = 2,000 N, L = 10 m, A = 2 cm² = 2×10⁻⁴ m², E = 100 GPa = 100×10⁹ N/m²입니다. δ = (2,000 × 10) / (2×10⁻⁴ × 100×10⁹) = 20,000 / (2×10⁷) = 1×10⁻³ m이므로 1 mm입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 재료역학 # 신장량 # 훅의법칙 # 탄성계수 # 축하중
풀림(어닐링, annealing) 공정에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 상온에서 특정 온도까지의 가열, 그 온도에서의 유지, 상온까지 냉각하는 순서로 구성된다.
오답입니다 가열 → 유지 → 냉각의 세 단계로 이루어지는 것이 맞습니다.
② 냉간가공 또는 열처리로 인해 경화된 재료를 연화시키는 공정이다.
오답입니다 경화된 재료를 연화시키는 것이 풀림의 대표 목적입니다.
③ 금속의 연성과 잔류응력을 증가시키는 공정이다.
정답입니다 풀림은 연성은 높이지만 잔류응력은 오히려 제거합니다.
④ 풀림 공정을 결정하는 중요 변수는 온도와 시간이다.
오답입니다 가열온도와 유지시간이 풀림 결과를 좌우하는 핵심 변수입니다.
⑤ 사용목적에 부합하는 미세조직의 형성을 위해 사용된다.
오답입니다 재결정과 결정립 성장으로 원하는 미세조직을 얻는 것도 풀림의 목적입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 금속의 연성과 잔류응력을 증가시키는 공정이다.
풀림은 재료를 적정 온도로 가열해 일정 시간 유지한 뒤 노 안에서 서서히 냉각하는 열처리입니다. 이 과정에서 전위가 소멸하고 재결정이 일어나 재료가 연화되고 연성이 좋아지며, 냉간가공으로 쌓인 잔류응력은 제거됩니다. 잔류응력이 증가한다고 한 ③이 옳지 않습니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 풀림 # 열처리 # 잔류응력 # 재결정
다음 중 연삭가공에 사용되는 숫돌바퀴(grinding wheel)의 표시법에 포함되지 않는 정보는?
① 숫돌의 재료 및 성분
오답입니다 숫돌입자와 결합제의 종류가 표시법의 첫 항목과 마지막 항목입니다.
② 숫돌의 회전속도
정답입니다 회전속도는 사용조건이지 숫돌 규격 표시 5요소에 들어가지 않습니다.
③ 숫돌입자를 결합하는 세기
오답입니다 숫돌입자를 잡아 주는 세기는 결합도로 알파벳으로 표시합니다.
④ 숫돌의 단위 용적당 입자의 양
오답입니다 단위 용적당 입자의 양은 조직으로 숫자로 표시합니다.
⑤ 숫돌입자의 크기와 굵기
오답입니다 입자의 크기와 굵기는 입도로 메시 번호로 표시합니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 숫돌의 회전속도
연삭숫돌의 표시법은 숫돌입자(재질) - 입도(입자 크기) - 결합도(결합 세기) - 조직(단위 용적당 입자량) - 결합제의 다섯 가지로 구성됩니다. 숫돌의 회전속도나 원주속도는 사용할 때 지켜야 할 조건이지 숫돌 규격 표시에 포함되는 항목이 아닙니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계공작법 # 연삭가공 # 연삭숫돌 # 숫돌표시법 # 결합도
오토(Otto) 사이클에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 가솔린 기관의 기본 사이클이다.
오답입니다 오토 사이클은 가솔린(불꽃점화) 기관의 이상 사이클이 맞습니다.
② 오토 사이클의 열효율은 공급열량에 의해 결정된다.
정답입니다 열효율은 1 - (1/ε)^(k-1) 로 압축비와 비열비만의 함수입니다.
③ 작업유체의 열 공급 및 방열이 일정한 체적에서 이루어진다.
오답입니다 가열과 방열이 모두 정적과정에서 일어나는 것이 오토 사이클의 특징입니다.
④ 전기점화기관의 이상적 사이클이다.
오답입니다 전기점화기관의 이상적 사이클이라는 표현은 옳습니다.
⑤ 오토 사이클의 압축비는 노킹현상 때문에 제한을 가진다.
오답입니다 압축비를 높이면 노킹이 생겨 실제로 압축비가 제한됩니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 오토 사이클의 열효율은 공급열량에 의해 결정된다.
오토 사이클의 열효율은 η = 1 - (1/ε)^(k-1) 로, 압축비 ε와 비열비 k에 의해서만 결정됩니다. 공급열량을 늘리면 출력은 커지지만 열효율은 달라지지 않습니다. 따라서 열효율이 공급열량으로 결정된다는 ②가 옳지 않습니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 열역학 # 오토사이클 # 열효율 # 압축비 # 노킹
소성가공에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 절삭가공법에 비해 원재료의 손실이 크다.
정답입니다 소성가공은 칩이 생기지 않아 절삭가공보다 재료 손실이 오히려 작습니다.
② 주물에 비해 치수가 정밀하다.
오답입니다 주조품보다 치수 정밀도와 표면 상태가 좋습니다.
③ 열간가공은 재료의 재결정온도가 가공온도보다 낮은 경우이다.
오답입니다 재결정온도보다 높은 온도에서 하는 가공이 열간가공이므로 옳은 서술입니다.
④ 단조, 인발, 압출 가공이 소성가공에 해당된다.
오답입니다 단조·인발·압출은 모두 대표적인 소성가공입니다.
⑤ 가공경화현상이 일어난다.
오답입니다 냉간 소성가공에서는 전위가 쌓여 가공경화가 일어납니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 절삭가공법에 비해 원재료의 손실이 크다.
소성가공은 재료를 깎아 내지 않고 눌러서 모양을 만들기 때문에 칩이 발생하지 않습니다. 그래서 절삭가공에 비해 원재료 손실이 작고 재료 이용률이 높은 것이 큰 장점입니다. 손실이 크다고 한 ①이 옳지 않습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 소성가공 # 재료이용률 # 열간가공 # 가공경화 # 단조
디젤엔진에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?
① 가솔린엔진에 비해 높은 압축비를 가진다.
오답입니다 디젤엔진의 압축비는 대략 15~22로 가솔린엔진보다 훨씬 높습니다.
② 주로 압축착화방식을 이용한다.
오답입니다 공기만 압축해 고온으로 만든 뒤 연료를 분사하는 압축착화 방식입니다.
③ 가솔린엔진에 비해 낮은 회전수에서 높은 토크를 가진다.
오답입니다 저속에서 큰 토크를 내는 것이 디젤엔진의 특징입니다.
④ DPF(Diesel Particulate Filter)를 사용하여 매연 배출을 감소시킨다.
오답입니다 DPF는 배기 중 입자상 물질을 걸러 매연을 줄이는 장치가 맞습니다.
⑤ 가솔린엔진에 비해 낮은 열효율을 가진다.
정답입니다 압축비가 높아 디젤엔진의 열효율이 가솔린엔진보다 오히려 높습니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 가솔린엔진에 비해 낮은 열효율을 가진다.
디젤엔진은 압축비가 높아 이론 열효율이 가솔린엔진보다 높고, 실제 연비도 더 좋습니다. 대신 최고 압력이 높아 기관이 무겁고 고속 회전에는 불리합니다. 열효율이 낮다고 한 ⑤가 옳지 않습니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 열역학 # 디젤엔진 # 압축착화 # 압축비 # 열효율
다음 중 주물사가 갖추어야 할 조건으로 옳지 않은 것은?
① 모양을 유지할 수 있도록 적당한 결합력을 지녀야 한다.
오답입니다 주형 모양을 유지하려면 적당한 점결력(결합력)이 필요합니다.
② 내열성이 좋아야 한다.
오답입니다 고온의 쇳물을 견뎌야 하므로 내열성은 필수 조건입니다.
③ 반복사용으로 인한 물리, 화학적 변화가 적어야 한다.
오답입니다 주물사는 재사용하므로 반복 사용에 견디는 성질이 필요합니다.
④ 주물표면으로부터의 제거가 용이해야 한다.
오답입니다 주물 표면에서 잘 떨어져야 후처리가 쉬워집니다.
⑤ 밀봉성이 높아 외부로의 가스 배출을 막을 수 있어야 한다.
정답입니다 주물사는 오히려 통기성이 좋아 가스를 밖으로 빼내야 기공 결함을 막습니다.
정답과 해설 보기
정답 ⑤ 밀봉성이 높아 외부로의 가스 배출을 막을 수 있어야 한다.
주물사에 요구되는 조건은 적당한 점결력, 내열성(내화성), 통기성, 반복 사용성, 붕괴성(제거 용이성) 등입니다. 쇳물이 들어가면 수분과 유기물이 기화해 많은 가스가 생기는데, 이 가스가 빠져나가지 못하면 기공 결함이 생깁니다. 따라서 가스 배출을 막아야 한다는 ⑤가 옳지 않습니다. 따라서 ⑤입니다.
키워드 # 기계공작법 # 주조 # 주물사 # 통기성 # 점결력
600 rpm으로 회전하는 선반 주축에 지름이 100 mm인 원통형 가공물이 거치되어 있을 때의 절삭속도를 구하면? (단, 원주율 π = 3.14로 계산한다.)
① 314 mm/s
오답입니다 지름 100 mm 원의 둘레 길이(314 mm)만 계산한 값입니다.
② 628 mm/s
오답입니다 원주 길이의 2배로, 회전수를 반영하지 않은 값입니다.
③ 1,570 mm/s
오답입니다 회전수를 300 rpm으로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
④ 3,140 mm/s
정답입니다 v = πDN = 3.14 × 100 × 600 = 188,400 mm/min = 3,140 mm/s입니다.
⑤ 6,280 mm/s
오답입니다 회전수를 1,200 rpm으로 잡거나 지름을 200 mm로 잡으면 나옵니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 3,140 mm/s
절삭속도는 공작물 원주 길이에 회전수를 곱한 값 v = πDN입니다. v = 3.14 × 100 mm × 600 rev/min = 188,400 mm/min입니다. 초 단위로 바꾸려면 60으로 나누므로 188,400 / 60 = 3,140 mm/s입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계공작법 # 선반 # 절삭속도 # 주축회전수 # 단위환산
비열비 인 기체가 압력 , 체적 인 상태에서 압력 로 단열 팽창하였을 때의 체적으로 옳은 식은?
①
정답입니다 PV^k = 일정에서 V₂ = V₁(P₁/P₂)^(1/k) 가 바로 나옵니다.
②
오답입니다 압력비를 뒤집어 쓴 식으로, 팽창인데 체적이 줄어드는 결과가 됩니다.
③
오답입니다 지수를 1/k 가 아니라 k로 잘못 놓은 식입니다.
④
오답입니다 압력비도 뒤집히고 지수도 k로 잘못된 식입니다.
⑤
오답입니다 온도가 일정한 등온변화(보일의 법칙)에 해당하는 식입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① V₁(P₁/P₂)^(1/k)
가역 단열변화에서는 PV^k = 일정이므로 P₁V₁^k = P₂V₂^k입니다. 이를 V₂에 대해 정리하면 V₂^k = V₁^k (P₁/P₂)이고, 양변을 1/k 제곱하면 V₂ = V₁(P₁/P₂)^(1/k)입니다. 팽창이면 P₁ > P₂ 이므로 괄호 안이 1보다 커져 체적이 늘어나는 것도 확인됩니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 열역학 # 단열변화 # 폴리트로픽 # 비열비 # 상태방정식
그림과 같이 원판이 시계방향의 일정한 각속도를 가지고 정지해 있는 평판 위를 미끄럼 없이 구르고 있다. A점과 B점의 속도벡터의 방향에 대한 설명이 옳은 것은?
① A점: →, B점: →
오답입니다 B점은 지면과 닿아 있어 미끄럼이 없으면 속도가 0입니다.
② A점: →, B점: 없음(속도는 0)
오답입니다 A점은 순간중심 B에서 대각선 방향에 있어 속도가 수평이 아닙니다.
③ A점: ↗, B점: →
오답입니다 A점 방향은 맞지만 B점은 순간중심이므로 속도가 0입니다.
④ A점: ↗, B점: 없음(속도는 0)
정답입니다 A점 속도는 BA에 수직인 오른쪽 위(↗), B점은 순간중심이라 0입니다.
⑤ A점: ↗, B점: ↖
오답입니다 B점의 속도가 0이므로 왼쪽 위 방향이라는 설명이 틀렸습니다.
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정답 ④ A점: ↗, B점: 없음(속도는 0)
미끄럼 없이 구르는 원판에서 지면과 닿은 접점 B가 순간중심이 되어 속도가 0입니다. 다른 점의 속도는 순간중심 B에서 그 점까지 그은 선분에 수직이고 크기는 ω × (거리)입니다. A는 원판의 가장 왼쪽 점이므로 B에서 A로 가는 방향은 왼쪽 위 대각선이고, 여기에 수직이면서 시계방향 회전과 맞는 방향은 오른쪽 위(↗)가 됩니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 동역학 # 순간중심 # 구름운동 # 각속도 # 속도벡터
초기속도가 0 m/s인 정지상태의 물체를 5초 동안 일정한 가속도로 가속하여 10 m/s의 속도에 도달하였다. 이 순간까지 물체의 이동거리를 구하면?
① 5 m
오답입니다 평균속도 5 m/s에 1초만 곱했을 때 나오는 값입니다.
② 10 m
오답입니다 거리를 s = at 로 잘못 계산해 2 m/s² × 5 s = 10 m 를 얻었을 때 나오는 값입니다.
③ 25 m
정답입니다 평균속도 (0+10)/2 = 5 m/s 에 5초를 곱하면 25 m입니다.
④ 50 m
오답입니다 최종속도 10 m/s로 5초 내내 갔다고 보았을 때 나오는 값입니다.
⑤ 100 m
오답입니다 평균속도 계산 없이 10 m/s × 10 s 로 잡았을 때 나오는 값입니다.
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정답 ③ 25 m
등가속도 운동이므로 가속도는 a = (10 - 0)/5 = 2 m/s²입니다. 이동거리는 s = v₀t + ½at² = 0 + ½ × 2 × 5² = 25 m입니다. 평균속도 (0+10)/2 = 5 m/s 에 5초를 곱해도 같은 25 m가 나옵니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 동역학 # 등가속도운동 # 이동거리 # 평균속도 # 운동방정식
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