2019년 서울시 9급 기계일반 제1회 A책형 기출문제 풀이

2019 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형

기계일반 기출문제 풀이 · AI 보조 해설

2019 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형 썸네일
Q01
문항 목록

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.)

  • 1분 7초
  • 2분 30초
  • 3분 10초
  • 4분 40초
정답과 해설 보기

정답 ④ 4분 40초

가열에 필요한 열량은 Q = mcΔT 로 구합니다. 물 1 kg = 1,000 g, 비열 4.2 J/(g·K), 온도차 100 − 20 = 80 K이므로 Q = 1,000 × 4.2 × 80 = 336,000 J입니다. 손실이 없으므로 시간은 t = Q/P = 336,000/1,200 = 280초, 즉 4분 40초입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 열역학 # 현열 # 비열 # 전열기 # 열량계산


Q02
문항 목록

구성인선(built-up edge, BUE)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 구성인선으로 인한 가공면의 표면 거칠기의 값은 작아진다.
  • 절삭유와 윤활성이 좋은 윤활제 사용으로 방지할 수 있다.
  • 발생과정은 발생 → 성장 → 분열 → 탈락의 순서로 주기적으로 반복된다.
  • 절삭 속도를 높게 하거나, 절삭 깊이를 적게 하여 방지할 수 있다.
정답과 해설 보기

정답 ① 구성인선으로 인한 가공면의 표면 거칠기의 값은 작아진다.

구성인선은 절삭 중 칩의 일부가 공구 날 끝에 압착·경화되어 붙었다가 주기적으로 떨어져 나가는 현상입니다. 떨어진 조각이 가공면에 흠집을 남기고 실질 절삭날 위치도 흔들리므로 표면거칠기 값은 작아지는 것이 아니라 커집니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계공작법 # 구성인선 # 절삭가공 # 표면거칠기 # 절삭유


Q03
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기준치수에 대한 구멍의 공차가 ϕ2600+0.05, 축의 공차가 ϕ260-0.09+0.04일 때 끼워맞춤의 종류는?

  • 헐거운 끼워맞춤
  • 억지 끼워맞춤
  • 중간 끼워맞춤
  • 축 기준 끼워맞춤
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정답 ③ 중간 끼워맞춤

구멍은 260.00~260.05 mm, 축은 259.91~260.04 mm 범위를 갖습니다. 최대틈새는 구멍 최대 − 축 최소 = 260.05 − 259.91 = 0.14 mm이고, 최대죔새는 축 최대 − 구멍 최소 = 260.04 − 260.00 = 0.04 mm입니다. 조합에 따라 틈새와 죔새가 모두 생길 수 있으므로 중간 끼워맞춤입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 측정 # 끼워맞춤 # 공차 # 틈새 # 죔새


Q04
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다음 중 무차원수는?

  • 비중
  • 비중량
  • 점성계수
  • 동점성계수
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정답 ① 비중

비중은 기준 물질(보통 4 ℃의 물)의 밀도에 대한 상대적인 밀도비이므로 분자와 분모의 차원이 같아 단위가 없습니다. 반면 비중량 N/m³, 점성계수 N·s/m², 동점성계수 m²/s 는 모두 차원을 갖습니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 유체역학 # 무차원수 # 비중 # 비중량 # 점성계수


Q05
문항 목록

재료시험 항목과 시험 방법의 관계로 옳지 않은 것은?

  • 충격시험 : 샤르피(charpy) 시험
  • 크리프(creep) 시험 : 표면거칠기 시험
  • 경도시험 : 로크웰(Rockwell) 경도시험
  • 피로시험 : 시편에 반복응력(cyclic stresses) 시험
정답과 해설 보기

정답 ② 크리프(creep) 시험 : 표면거칠기 시험

크리프는 재료를 고온에서 일정한 응력 아래 오래 두었을 때 변형이 시간에 따라 서서히 늘어나는 현상이므로, 크리프 시험은 정하중을 장시간 걸어 변형량-시간 곡선을 얻는 방식입니다. 표면거칠기 시험은 가공면의 요철을 측정하는 것이라 크리프와 아무 관계가 없습니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계재료 # 재료시험 # 크리프 # 샤르피충격시험 # 경도시험


Q06
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복잡하고 정밀한 모양의 금형에 용융된 마그네슘 또는 알루미늄 등의 합금을 가압 주입하여 주물을 만드는 주조방법에 해당하는 것은?

  • 셸 모울드 주조법
  • 진원심 주조법
  • 다이 캐스팅 주조법
  • 인베스트먼트 주조법
정답과 해설 보기

정답 ③ 다이 캐스팅 주조법

다이 캐스팅은 정밀 가공한 금형(다이)에 용융금속을 고압으로 가압 주입해 빠르게 응고시키는 주조법입니다. 치수정밀도와 표면이 우수하고 대량생산에 적합하며, 융점이 낮은 알루미늄·마그네슘·아연 합금에 주로 씁니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 주조 # 다이캐스팅 # 금형 # 비철합금


Q07
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압연가공에서 압하율[%]을 구하는 식으로 가장 옳은 것은? (단, H0 : 변형 전 두께, H1 : 변형 후 두께)

  • H1-H0H0 ×100
  • H0-H1H0 ×100
  • H1-H0H1 ×100
  • H0-H1H1 ×100
정답과 해설 보기

정답 ② (H₀ − H₁)/H₀ × 100

압하량은 압연 전후의 두께 차 H₀ − H₁ 이고, 압하율은 이를 압연 전 두께로 나눈 백분율입니다. 즉 압하율 = (H₀ − H₁)/H₀ × 100 [%]이며, 기준은 항상 변형 전 두께 H₀ 입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 소성가공 # 압연 # 압하율 # 압하량 # 두께변화


Q08
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4사이클 6실린더 기관에서 실린더 지름 40mm, 행정 30mm일 때 총 배기량[cc]은?

  • 24π
  • 72π
  • 80π
  • 96π
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정답 ② 72π

총 배기량은 행정체적에 실린더 수를 곱한 값입니다. 지름 40 mm = 4 cm, 행정 30 mm = 3 cm이므로 행정체적은 (π/4)×4²×3 = 12π cc입니다. 실린더가 6개이므로 총 배기량은 12π × 6 = 72π cc입니다. 배기량은 4행정·2행정 여부와 무관하게 정해집니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 열역학 # 내연기관 # 배기량 # 행정체적 # 실린더


Q09
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직경이 10mm이며, 인장강도가 400MPa의 연강봉재에 6,280N의 축방향 인장하중이 작용할 때 이 봉재의 안전율은? (단, π=3.14로 가정한다.)

  • 3
  • 5
  • 7
  • 9
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정답 ② 5

봉재의 단면적은 A = πd²/4 = 3.14 × 10²/4 = 78.5 mm²입니다. 사용응력은 σ = P/A = 6,280/78.5 = 80 N/mm² = 80 MPa입니다. 안전율은 기준강도를 사용응력으로 나눈 값이므로 S = 400/80 = 5입니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 재료역학 # 안전율 # 인장응력 # 인장강도 # 허용응력


Q10
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<보기>와 같이 동일 재료의 단붙이축을 탄성한도 이내의 힘 F로 양쪽에서 당겼더니, 축 A와 축 B의 변형량이 같았다. dB = 2dA일 때 LALB의 관계로 가장 옳은 것은? (단, 단면의 변화는 고려하지 않는다.)

2019 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형 10번 그림 1
  • LB = 0.5LA
  • LB = 2 LA
  • LB = 2LA
  • LB = 4LA
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정답 ④ LB = 4LA

같은 축력 F를 받는 봉의 변형량은 δ = FL/(AE)입니다. 재료가 같아 E가 같고 F도 같으므로 δA = δB 이려면 LA/AA = LB/AB 여야 합니다. dB = 2dA이면 AB = 4AA이므로 LB = LA × (AB/AA) = 4LA입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 재료역학 # 축하중 # 변형량 # 단면적 # 단붙이축


Q11
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가솔린기관에서 노크가 발생할 때 일어나는 현상으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 연소실의 온도가 상승한다.
  • 금속성 타격음이 발생한다.
  • 배기가스의 온도가 상승한다.
  • 최고 압력은 증가하나 평균유효압력은 감소한다.
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정답 ③ 배기가스의 온도가 상승한다.

노크는 점화 후 남은 미연소 혼합기가 자기착화하여 순간적으로 폭발하는 이상연소입니다. 연소실 온도와 최고압력은 급격히 올라가고 충격파로 금속성 타격음이 나며, 출력(평균유효압력)은 떨어집니다. 다만 연소가 너무 빨리 끝나 열이 실린더 벽으로 많이 전달되므로 배기가스 온도는 오히려 낮아집니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 열역학 # 가솔린기관 # 노킹 # 이상연소 # 평균유효압력


Q12
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수평면에 놓인 질량 2 kg의 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?

2019 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형 12번 그림 1
  • 5
  • 52
  • 12
  • 24
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정답 ④ 24

F는 수평면과 45°로 물체를 비스듬히 아래로 누르므로 수평성분과 수직성분이 모두 F/√2입니다. 수직방향 평형에서 N = mg + F/√2 = 10√2 + F/√2이고, 운동마찰력은 0.5N입니다. 수평방향 운동방정식은 F/√2 − 0.5(10√2 + F/√2) = ma = √2 × 1이므로 0.5F/√2 = 6√2, 즉 F = 24 N입니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 동역학 # 뉴턴운동법칙 # 운동마찰계수 # 수직항력 # 힘의분해


Q13
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상온에서 비중이 작은 금속부터 순서대로 바르게 나열된 것은?

  • 알루미늄 – 마그네슘 – 티타늄
  • 알루미늄 – 티타늄 – 마그네슘
  • 마그네슘 – 알루미늄 – 티타늄
  • 티타늄 – 마그네슘 – 알루미늄
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정답 ③ 마그네슘 – 알루미늄 – 티타늄

상온에서 마그네슘의 비중은 약 1.74로 실용 금속 가운데 가장 가볍고, 알루미늄은 약 2.7, 티타늄은 약 4.5입니다. 작은 것부터 늘어놓으면 마그네슘 – 알루미늄 – 티타늄 순서가 됩니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계재료 # 비중 # 경금속 # 마그네슘 # 티타늄


Q14
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주철 조직에 관한 마우러(Maurer) 선도와 관계있는 원소는?

  • Si
  • Mn
  • P
  • S
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정답 ① Si

마우러 선도는 가로축에 탄소량(C), 세로축에 규소량(Si)을 두고 주철이 백주철·반주철·펄라이트주철·회주철 중 어떤 조직이 되는지를 보여 주는 그림입니다. 즉 선도를 이루는 두 원소는 C와 Si이므로 보기 중에서는 Si가 답입니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 기계재료 # 주철 # 마우러선도 # 흑연화 # 규소


Q15
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<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?

2019 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형 15번 그림 1
  • 거리 L이 커질수록 필요한 힘 F가 커진다.
  • 힘 F가 클수록 속도 v는 비례하여 커진다.
  • 평판 면적 A가 커질수록 필요한 힘 F가 커진다.
  • 점성계수 μ가 클수록 필요한 힘 F가 커진다.
정답과 해설 보기

정답 ① 거리 L이 커질수록 필요한 힘 F가 커진다.

평행 평판 사이 뉴턴 유체의 속도분포는 직선이므로 속도구배는 v/L입니다. 뉴턴의 점성법칙 τ = μ(v/L)에 면적을 곱하면 F = τA = μAv/L입니다. 따라서 F는 μ, A, v 에 비례하고 간격 L 에는 반비례하므로 L이 커지면 F는 작아집니다. 따라서 ①입니다.

키워드 # 유체역학 # 뉴턴의점성법칙 # 전단응력 # 속도구배 # 점성계수


Q16
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부력에 관한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 유체 내에 잠겨 있는 물체에 작용하는 부력은 그 물체에 의해 배제된 유체의 무게와 같다.
  • 유체 위에 떠 있는 물체에 작용하는 부력은 그 물체의 무게와 같다.
  • 부력은 배제된 유체의 무게중심을 통과하여 상향으로 작용한다.
  • 일정한 밀도를 갖는 유체 내에서의 부력은 자유표면으로부터 거리가 멀어질수록 증가한다.
정답과 해설 보기

정답 ④ 일정한 밀도를 갖는 유체 내에서의 부력은 자유표면으로부터 거리가 멀어질수록 증가한다.

부력은 FB = ρgV 로, 유체의 밀도와 물체가 밀어낸 체적으로만 정해집니다. 깊이가 깊어지면 위·아래 면의 압력이 함께 커질 뿐 압력 차이는 그대로이므로 부력은 변하지 않습니다. 밀도가 일정한 유체에서 깊이에 따라 부력이 커진다는 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.

키워드 # 유체역학 # 부력 # 아르키메데스원리 # 부심 # 정수압


Q17
문항 목록

이상기체의 교축과정(throttling process)에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 엔탈피의 변화가 없다.
  • 온도의 변화가 없다.
  • 압력의 변화가 없다.
  • 비가역 단열과정이다.
정답과 해설 보기

정답 ③ 압력의 변화가 없다.

교축과정은 오리피스나 밸브 같은 좁은 통로를 지나며 열출입과 일이 없고 운동에너지 변화도 무시할 수 있어 엔탈피가 일정한 과정입니다. 이상기체는 h가 온도만의 함수이므로 온도도 일정하지만, 유동 저항 때문에 압력은 반드시 떨어집니다. 엔트로피가 증가하는 비가역 단열과정이기도 합니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 열역학 # 교축과정 # 등엔탈피 # 비가역과정 # 이상기체


Q18
문항 목록

범용 선반(Lathe)의 크기를 표시하는 방법에 해당하지 않는 것은?

  • 베드 위의 스윙
  • 왕복대상의 스윙
  • 테이블의 최대이동거리
  • 양센터 사이의 최대이동거리
정답과 해설 보기

정답 ③ 테이블의 최대이동거리

범용 선반의 크기는 베드 위의 스윙, 왕복대 위의 스윙, 양 센터 사이의 최대거리, 베드의 길이 등으로 나타냅니다. 선반에는 밀링처럼 이송하는 테이블이 없으므로 테이블의 최대이동거리는 선반의 크기 표시 방법이 아닙니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계공작법 # 선반 # 공작기계크기 # 스윙 # 양센터거리


Q19
문항 목록

아크 용접 결함인 언더컷의 주요 발생원인으로 가장 옳지 않은 것은?

  • 아크 길이가 너무 길 때
  • 전류가 너무 낮을 때
  • 용접봉 선택이 부적당할 때
  • 용접 속도가 너무 빠를 때
정답과 해설 보기

정답 ② 전류가 너무 낮을 때

언더컷은 모재와 용착금속의 경계에 용착금속이 채워지지 않아 홈처럼 파이는 결함입니다. 주된 원인은 전류가 너무 높을 때, 아크 길이가 너무 길 때, 용접 속도가 너무 빠를 때, 용접봉 선택이 부적당할 때입니다. 전류가 너무 낮을 때는 용입 부족과 오버랩의 원인이므로 언더컷의 원인이 아닙니다. 따라서 ②입니다.

키워드 # 기계공작법 # 아크용접 # 용접결함 # 언더컷 # 오버랩


Q20
문항 목록

도면의 표제란에 기입하는 내용에 해당하는 것을 <보기>에서 모두 고른 것은?

ㄱ. 품명 ㄴ. 수량
ㄷ. 척도 ㄹ. 각법(투상법)
ㅁ. 재질 ㅂ. 표면거칠기

  • ㄱ, ㄴ, ㄷ
  • ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ
  • ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ
  • ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ, ㅂ
정답과 해설 보기

정답 ③ ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ

표제란은 도면 오른쪽 아래에 두어 도면번호, 도명(품명), 척도, 투상법(각법), 재질, 수량, 작성자와 작성일자 등 도면 전체에 걸친 정보를 적는 칸입니다. 표면거칠기는 부품의 각 면마다 값이 다르므로 표제란이 아니라 도형 위에 다듬질기호로 직접 지시합니다. 따라서 ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ, ㅁ이 표제란 항목입니다. 따라서 ③입니다.

키워드 # 기계요소설계 # 기계제도 # 표제란 # 척도 # 투상법 # 표면거칠기

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