2021년 서울시 9급 기계일반 제1회 A책형 기출문제 풀이
2021 9급 서울시 기계일반 제1회 A책형
<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.
오답입니다 축 끝에 육각 너트가 끼워져 회전체를 축 쪽으로 눌러 고정하고 있습니다.
② ㈏는 동력 전달 축에 고정한 기어(gear)이다.
정답입니다 ㈏는 바깥둘레에 잇줄이 없는 매끈한 림에 암과 보스가 이어진 벨트 풀리입니다.
③ ㈐는 동력 전달 축을 지지하는 볼 베어링(ball bearing)이다.
오답입니다 ㈐ 부근 단면에 전동체(공)와 내외륜이 보이므로 볼 베어링이 맞습니다.
④ ㈑는 동력 전달 축에 회전체를 고정한 키(key)이다.
오답입니다 ㈑는 축과 보스 사이 홈에 끼워진 직사각형 단면의 키가 맞습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② ㈏는 동력 전달 축에 고정한 기어(gear)이다.
조립도에서 ㈎는 축 끝을 죄는 너트, ㈐는 축을 지지하는 볼 베어링, ㈑는 축과 보스를 함께 돌리는 키입니다. ㈏는 바깥둘레에 이(teeth)가 아니라 V홈이 파여 있고 벨트가 걸리는 림·암·보스 구조이므로 기어가 아니라 벨트 풀리입니다. 기어라면 피치원과 이 끝·이 뿌리가 그려져야 합니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 동력전달장치 # 벨트풀리 # 볼베어링 # 키 # 조립도
버(burr) 제거 작업 공정이 아닌 것은?
① 숏피닝
정답입니다 숏피닝은 표면에 압축잔류응력을 주어 피로강도를 높이는 가공입니다.
② 숏블라스팅
오답입니다 숏블라스팅은 입자를 분사해 스케일과 버를 함께 떨어냅니다.
③ 연마제유동가공
오답입니다 연마제유동가공은 연마입자 섞인 점성매체를 흘려 구멍 속 버를 없앱니다.
④ 진동피니싱
오답입니다 진동피니싱은 통 속에서 매질과 함께 진동시켜 버와 모서리를 다듬습니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 숏피닝
버 제거(디버링)에는 숏블라스팅, 연마제유동가공(AFM), 진동피니싱(배럴·바이브레이터), 열에너지 디버링 등이 쓰입니다. 숏피닝은 강구를 반복 타격해 표면층에 압축잔류응력을 만들어 피로수명을 늘리는 표면개질 공정으로, 버 제거가 목적이 아닙니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계공작법 # 디버링 # 숏피닝 # 숏블라스팅 # 진동피니싱 # 연마제유동가공
풀림(annealing) 처리를 하는 목적 중 가장 옳지 않은 것은?
① 경도를 감소시키고 내부응력을 제거한다.
오답입니다 풀림의 가장 기본 목적인 연화와 내부응력 제거입니다.
② 불균일한 조직을 균일화한다.
오답입니다 장시간 가열·유지로 편석과 불균일 조직을 고르게 만듭니다.
③ 결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시킨다.
정답입니다 조직 미세화와 표준화는 공랭으로 식히는 불림(normalizing)의 목적입니다.
④ 내부의 가스나 불순물을 방출시키거나 확산시킨다.
오답입니다 확산풀림 등으로 가스와 불순물을 방출·확산시킬 수 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 결정 조직을 미세화하고, 결정 조직과 기계적 성질 등을 표준화시킨다.
풀림은 재결정 온도 이상으로 가열한 뒤 노 안에서 서서히 냉각하여 경도를 낮추고 내부응력을 없애며 조직을 균질화하고 가스·불순물을 확산시키는 열처리입니다. 반면 결정 조직을 미세화하고 기계적 성질을 표준화하는 것은 대기 중에서 공랭하는 불림의 목적입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 열처리 # 풀림 # 불림 # 내부응력제거
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)
오답입니다 스프링은 노면 충격을 흡수하는 현가장치의 기본 요소입니다.
② 속 업소버(shock absorber)
오답입니다 쇽 업소버는 스프링의 자유진동을 빨리 감쇠시킵니다.
③ 스태빌라이저(stabilizer)
오답입니다 스태빌라이저는 선회 시 차체의 좌우 기울어짐을 줄여 줍니다.
④ 스테이터(stator)
정답입니다 스테이터는 유체 클러치·토크컨버터의 오일 흐름을 바꿔 주는 고정 날개입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 스테이터(stator)
현가장치의 3대 구성 요소는 충격을 흡수하는 스프링, 진동을 감쇠시키는 쇽 업소버, 롤링을 억제하는 스태빌라이저입니다. 스테이터는 토크컨버터에서 펌프와 터빈 사이에 놓여 되돌아오는 오일의 방향을 바꾸어 토크를 증대시키는 부품으로, 동력전달장치에 속하며 현가장치와는 관계가 없습니다. 따라서 ④입니다.
※ ②의 “속 업소버”는 원본 시험지 표기를 그대로 옮긴 것으로 “쇽 업소버”의 오식입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 현가장치 # 쇽업소버 # 스태빌라이저 # 토크컨버터
유효낙차 100[m], 유량 200[m3/sec]인 수력발전소의 수차에서 이론 출력의 값[kW]은?
① 392×103
오답입니다 중력가속도 대신 다른 계수를 쓰면 나오는 과대한 값입니다.
② 283×103
오답입니다 유효낙차나 유량을 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
③ 196×103
정답입니다 P = 9.8QH = 9.8 × 200 × 100 = 196,000 kW입니다.
④ 90×103
오답입니다 수차 효율 0.46 정도를 곱한 셈이 되어 이론 출력이 아닙니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 196×10³
수차의 이론 출력은 물이 가진 위치에너지의 시간당 값이므로 P = ρgQH입니다. 물의 밀도 1,000 kg/m³, 중력가속도 9.8 m/s²를 넣으면 P[kW] = 9.8 × Q[m³/s] × H[m] 가 됩니다. 9.8 × 200 × 100 = 196,000 kW = 196×10³ kW입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 유체역학 # 수차 # 이론출력 # 유효낙차 # 유량
인발(drawing)에 영향을 주는 요인에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 단면수축률이 일정할 때 다이각이 증가하면 전단 변형량이 증가하게 되므로 각 재료의 경도 및 강도에 따라 적정 다이각을 선택해야 한다.
오답입니다 다이각이 커지면 재료가 꺾이며 받는 전단(잉여) 변형이 늘어납니다.
② 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 후 소재의 단면적과의 비율로 표시한다.
정답입니다 단면수축률은 (A₀ − A₁)/A₀ 로 인발 “전” 단면적을 기준으로 합니다.
③ 일반적으로 인발속도가 증가함에 따라 인발력은 급속히 증가하나, 속도가 어느 한도 이상이 되면 인발력에 대한 속도의 영향이 작아진다.
오답입니다 속도가 커지면 마찰계수가 낮아져 어느 한도 이상에서는 인발력 변화가 둔해집니다.
④ 소재에 역장력(인발방향과 반대방향으로 가하는 힘)을 가하면 인장응력은 증가하나 인발력에서 역장력을 뺀 다이추력(인발저항)은 감소한다.
오답입니다 역장력은 다이면 압력을 낮추므로 다이추력과 다이 마모가 줄어듭니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 단면수축률은 인발 전후의 단면적 변화량과 인발 후 소재의 단면적과의 비율로 표시한다.
단면수축률(단면감소율)은 r = (A₀ − A₁)/A₀ 로, 줄어든 단면적을 인발 전 단면적으로 나눈 값입니다. ②는 기준을 인발 후 단면적 A₁ 으로 잡았으므로 옳지 않습니다. 나머지는 적정 다이각의 존재, 인발속도와 인발력의 관계, 역장력의 효과를 바르게 설명한 것입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 소성가공 # 인발 # 단면수축률 # 다이각 # 역장력
잇수가 10개인 평기어와 잇수가 30개인 평기어가 맞물려 회전하고 있다. 모듈이 5일 때, 두 평기어의 회전축 사이의 거리를 나타내는 중심거리의 값[mm]은?
① 400
오답입니다 m(z₁+z₂)/2 = 100 mm이므로 어떤 단계로도 나오지 않는, 중심거리의 4배에 해당하는 값입니다.
② 300
오답입니다 잇수 합 대신 잇수 곱이나 다른 조합을 쓰면 나오는 값입니다.
③ 200
오답입니다 중심거리를 m(z₁+z₂)로 2로 나누지 않고 계산한 값입니다.
④ 100
정답입니다 C = m(z₁+z₂)/2 = 5 × (10+30)/2 = 100 mm입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 100
평기어의 피치원 지름은 D = mz이고, 두 기어가 맞물릴 때 중심거리는 두 피치원 반지름의 합입니다. 즉 C = (D₁ + D₂)/2 = m(z₁ + z₂)/2입니다. 모듈 5, 잇수 10과 30을 넣으면 C = 5 × 40 / 2 = 100 mm입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 평기어 # 중심거리 # 모듈 # 피치원지름
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?
①
정답입니다 아래치수허용차 +0.004에 IT7 공차 0.035를 더해 위치수허용차가 +0.039입니다.
②
오답입니다 아래치수허용차의 부호를 (−)로 잘못 잡았을 때의 형태입니다.
③
오답입니다 위치수허용차에 공차값 0.035를 그대로 적어 아래치수허용차를 더하지 않았습니다.
④
오답입니다 아래치수허용차를 −0.004로 잡고 위쪽도 0.035로 둔 형태입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① ϕ100 +0.039 / +0.004
구멍 기호 G는 기초가 되는 치수허용차가 아래치수허용차(EI)이고, 문제에서 EI = +4 μm = +0.004 mm 로 주어졌습니다. 치수공차는 위치수허용차와 아래치수허용차의 차이므로 ES = EI + IT7 = 0.004 + 0.035 = +0.039 mm입니다. 따라서 ϕ100 의 위치수허용차 +0.039, 아래치수허용차 +0.004 로 표시합니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 측정 # 끼워맞춤 # 치수공차 # IT등급 # 치수허용차
점(spot)용접, 심(seam)용접에 해당하는 용접방법은?
① 비피복 아크용접
오답입니다 비피복 아크용접은 피복 없는 맨 용접봉을 쓰는 아크용접입니다.
② 피복 아크용접
오답입니다 피복 아크용접은 피복제를 입힌 용접봉으로 하는 대표적 아크용접입니다.
③ 탄소 아크용접
오답입니다 탄소 아크용접은 탄소봉과 모재 사이 아크열을 쓰는 아크용접입니다.
④ 전기 저항용접
정답입니다 점용접·심용접·프로젝션용접은 모두 겹치기 저항용접에 속합니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 전기 저항용접
전기 저항용접은 모재에 큰 전류를 흘려 접촉저항에서 생기는 줄열로 가열한 뒤 가압하여 접합하는 방법입니다. 겹치기 저항용접에는 점(스폿)용접, 심용접, 프로젝션용접이 있고, 맞대기 저항용접에는 업셋용접과 플래시용접이 있습니다. 나머지 보기는 모두 아크열을 이용하는 아크용접입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계공작법 # 용접 # 저항용접 # 점용접 # 심용접
체인 전동장치에서 스프로킷 휠의 회전수가 1,200[rpm], 잇수가 40, 체인 피치가 10[mm]일 때, 체인의 평균 속도의 값[m/s]은?
① 2
오답입니다 잇수를 10으로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
② 4
오답입니다 회전수를 600 rpm으로 절반만 대입하면 나오는 값입니다.
③ 8
정답입니다 v = pzN/(60×1000) = 10 × 40 × 1200 / 60,000 = 8 m/s입니다.
④ 12
오답입니다 피치를 15 mm로 잘못 잡았을 때 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 8
체인의 평균속도는 스프로킷이 1회전할 때 체인이 피치원 둘레만큼, 즉 pz 만큼 보내진다는 데서 구합니다. v = pzN/(60 × 1,000) [m/s]이므로 p = 10 mm, z = 40, N = 1,200 rpm 을 대입하면 v = 10 × 40 × 1,200 / 60,000 = 8 m/s입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 체인전동 # 스프로킷 # 체인피치 # 평균속도
구리의 특성에 대한 설명으로 가장 옳은 것은?
① 아연(Zn), 주석(Sn), 니켈(Ni) 등과 합금을 만들 수 없다.
오답입니다 아연과는 황동, 주석과는 청동, 니켈과는 백동을 만듭니다.
② 유연하고 연성이 작아 가공이 어렵다.
오답입니다 구리는 연성과 전성이 커서 소성가공이 매우 쉬운 금속입니다.
③ 전성이 작고 귀금속적인 성질이 우수하다.
오답입니다 전성이 크며 귀금속적 성질이 우수한 것은 금·은 쪽입니다.
④ 전기 및 열의 전도성이 우수하다.
정답입니다 구리는 은 다음으로 전기·열전도도가 높아 전선과 열교환기에 쓰입니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 전기 및 열의 전도성이 우수하다.
구리는 은 다음으로 전기전도도와 열전도도가 높아 전선, 부스바, 열교환기 재료로 널리 쓰입니다. 또 연성과 전성이 뛰어나 가공이 쉽고, 아연과 황동, 주석과 청동, 니켈과 백동 등 합금을 잘 만듭니다. ①②③은 모두 구리의 성질을 반대로 서술한 것입니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 기계재료 # 구리 # 전기전도도 # 황동 # 청동 # 연성
베어링 메탈의 구비 조건이 아닌 것은?
① 하중에 견딜 수 있도록 충분한 강도와 강성을 가져야 한다.
오답입니다 베어링 하중을 받으므로 충분한 강도와 강성이 필요합니다.
② 열전도율이 낮아야 한다.
정답입니다 마찰열을 빨리 내보내야 하므로 열전도율은 오히려 높아야 합니다.
③ 내식성과 피로강도가 커야 한다.
오답입니다 윤활유의 산화물에 견디고 반복하중에도 버텨야 합니다.
④ 마찰 마멸이 적어야 한다.
오답입니다 마찰계수가 작아 마찰과 마멸이 적어야 수명이 깁니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 열전도율이 낮아야 한다.
베어링 메탈은 하중을 견딜 강도·강성, 작은 마찰계수와 내마멸성, 내식성과 피로강도, 좋은 길들임성과 매입성, 그리고 마찰열을 빨리 방출할 수 있는 높은 열전도율을 갖추어야 합니다. 열전도율이 낮으면 열이 쌓여 눌어붙음(소착)이 생기므로 ②가 구비 조건에 어긋납니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 미끄럼베어링 # 베어링메탈 # 열전도율 # 내마멸성
파스칼의 원리에 대한 설명으로 가장 옳지 않은 것은?
① 오일은 힘을 전달할 수 있다.
오답입니다 밀폐된 오일에 가한 압력은 그대로 전달되어 힘을 전달합니다.
② 오일은 운동을 전달할 수 있다.
오답입니다 유량을 보내면 피스톤이 움직이므로 운동도 전달됩니다.
③ 단면적을 변화시키면 힘을 증대할 수 있다.
오답입니다 F = pA이므로 단면적을 키우면 같은 압력으로 힘이 커집니다.
④ 공기는 압축되며, 오일도 압축된다.
정답입니다 유압이 성립하는 근거가 오일을 비압축성으로 보는 데 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ④ 공기는 압축되며, 오일도 압축된다.
파스칼의 원리는 밀폐된 유체의 한 점에 가한 압력이 유체 전체에 같은 크기로 전달된다는 것으로, 유체가 압축되지 않는다는 전제 위에서 힘과 운동의 전달, 단면적 비를 이용한 힘의 증대가 가능해집니다. 공기는 압축성이지만 작동유는 거의 압축되지 않는 비압축성 유체로 다루므로 ④가 옳지 않습니다. 따라서 ④입니다.
키워드 # 유압공압 # 파스칼의원리 # 비압축성 # 유압잭 # 압력전달
금속 재료 탭 작업 시 주의사항으로 가장 옳지 않은 것은?
① 탭은 한쪽 방향으로만 계속 돌린다.
정답입니다 칩이 빠지지 않고 쌓여 탭이 부러지므로 되돌려 칩을 끊어야 합니다.
② 재료를 수평으로 단단히 고정한다.
오답입니다 재료가 흔들리면 탭이 기울어 부러지므로 단단히 고정합니다.
③ 기름을 충분히 넣는다.
오답입니다 절삭유를 충분히 주어 마찰열과 칩 막힘을 줄입니다.
④ 재료의 구멍의 중심과 탭의 중심을 일치시킨다.
오답입니다 탭 중심이 구멍 중심과 어긋나면 나사산이 망가지고 탭이 부러집니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 탭은 한쪽 방향으로만 계속 돌린다.
탭 작업에서는 재료를 수평으로 단단히 고정하고, 구멍 중심과 탭 중심을 일치시키며, 절삭유를 충분히 공급해야 합니다. 또 두세 바퀴 정도 정회전한 뒤 반 바퀴쯤 역회전시켜 칩을 끊어 주어야 하며, 한쪽 방향으로만 계속 돌리면 칩이 골에 쌓여 탭이 부러지기 쉽습니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 기계공작법 # 탭작업 # 나사내기 # 절삭유 # 칩배출
18−8형 스테인리스강의 성분으로 옳은 것은?
① 니켈 18%, 크롬 8%
오답입니다 크롬과 니켈의 함유량이 서로 뒤바뀐 조성입니다.
② 티탄 18%, 니켈 8%
오답입니다 티탄은 입계부식을 막는 안정화 원소로 소량만 첨가합니다.
③ 크롬 18%, 니켈 8%
정답입니다 18−8형(STS304)은 Cr 18%, Ni 8%의 오스테나이트계 스테인리스강입니다.
④ 크롬 18%, 티탄 8%
오답입니다 티탄 8%는 스테인리스강의 표준 조성에 없는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 크롬 18%, 니켈 8%
18-8형 스테인리스강은 크롬 약 18%와 니켈 약 8%를 함유한 오스테나이트계 스테인리스강(STS304)입니다. 크롬은 표면에 치밀한 산화피막을 만들어 내식성을 주고, 니켈은 상온에서 오스테나이트 조직을 안정시켜 인성과 가공성을 좋게 하며 비자성을 띠게 합니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 기계재료 # 스테인리스강 # 오스테나이트계 # 크롬 # 니켈
기계의 안전 설계 시, 고려해야 할 안전율(safety factor)에 대한 정의로 가장 옳은 것은?
① 재료의 기준 강도와 전단 응력과의 비
오답입니다 전단응력은 하중 형태의 하나일 뿐 안전율의 분모가 아닙니다.
② 재료의 기준 강도와 허용 응력과의 비
정답입니다 안전율 S = 기준강도 / 허용응력 이 표준 정의입니다.
③ 재료의 극한 강도와 사용 응력과의 비
오답입니다 사용응력은 허용응력 이하의 실제 응력으로, 정의의 분모가 아닙니다.
④ 재료의 극한 강도와 잔류 응력과의 비
오답입니다 잔류응력은 가공·열처리로 남은 내부응력이라 무관합니다.
정답과 해설 보기
정답 ② 재료의 기준 강도와 허용 응력과의 비
안전율은 재료의 기준강도(연성재료는 항복강도, 취성재료는 극한강도 등)를 허용응력으로 나눈 값입니다. 즉 S = / 이며, 설계에서는 사용응력이 허용응력을 넘지 않도록 치수를 정합니다. 사용응력이나 잔류응력이 아니라 허용응력이 분모라는 점이 핵심입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계요소설계 # 안전율 # 허용응력 # 기준강도 # 사용응력
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
정답입니다 만네스만 회전천공으로, 반경 방향 압축이 중심부 인장을 만들어 구멍이 뚫립니다.
② 관재압연
오답입니다 관재압연은 이미 뚫린 소재의 관 지름과 두께를 줄이는 공정입니다.
③ 링압연
오답입니다 링압연은 링 모양 소재를 눌러 지름을 키우는 공정입니다.
④ 강구전조 작업
오답입니다 강구전조는 나선 롤 사이에서 봉재를 굴려 강구를 만드는 공정입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 회전천공
회전천공(만네스만 천공)은 경사진 두 롤 사이에 가열한 환봉을 넣고 회전·전진시키는 열간가공입니다. 롤이 반경 방향으로 반복 압축하면 중심축에 인장응력이 생겨 균열이 열리고, 그 자리에 맨드릴을 밀어 넣어 이음매 없는 관을 만듭니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 소성가공 # 회전천공 # 만네스만 # 이음매없는관 # 열간가공
산소 8[kg]과 질소 2[kg]으로 혼합된 기체가 있다. 산소의 정압 비열은 1,000[J/kg·K]이고, 질소의 정압 비열은 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
정답입니다 (8×1,000 + 2×1,500)/10 = 11,000/10 = 1,100 J/(kg·K)입니다.
② 1,200
오답입니다 질량 대신 다른 비율로 가중평균하면 나오는 값입니다.
③ 1,300
오답입니다 두 비열을 단순 산술평균하면 1,250이고, 산소 쪽 질량을 줄이면 이 값이 됩니다.
④ 1,400
오답입니다 질량비를 산소 2 : 질소 8 로 거꾸로 잡으면 나오는 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ① 1,100
혼합기체의 정압 비열은 각 성분의 질량분율로 가중평균한 값입니다. = (m₁ + m₂)/(m₁+m₂)이므로 (8 × 1,000 + 2 × 1,500)/(8+2) = (8,000 + 3,000)/10 = 1,100 J/(kg·K)입니다. 따라서 ①입니다.
키워드 # 열역학 # 혼합기체 # 정압비열 # 질량분율 # 가중평균
금속 재료들의 열전도율과 전기전도율이 좋은 순서대로 바르게 나열한 것은?
① Al>Cu>Pb>Fe
오답입니다 알루미늄이 구리보다 앞서 있고 납이 철보다 앞서 잘못되었습니다.
② Cu>Al>Fe>Pb
정답입니다 구리 약 400, 알루미늄 약 240, 철 약 80, 납 약 35 W/(m·K) 순입니다.
③ Al>Cu>Fe>Pb
오답입니다 순서의 앞부분에서 구리와 알루미늄이 뒤바뀌었습니다.
④ Cu>Al>Pb>Fe
오답입니다 납과 철의 순서가 뒤바뀌어 있습니다.
정답과 해설 보기
정답 ② Cu>Al>Fe>Pb
금속에서는 자유전자가 열과 전기를 함께 나르므로 열전도율과 전기전도율의 순서가 거의 같습니다(비데만-프란츠 법칙). 은 > 구리 > 금 > 알루미늄 > 철 > 납 순이며, 보기의 네 금속만 보면 Cu > Al > Fe > Pb입니다. 열전도율로는 대략 400, 240, 80, 35 W/(m·K) 정도입니다. 따라서 ②입니다.
키워드 # 기계재료 # 열전도율 # 전기전도율 # 자유전자 # 구리
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?
응력 변형률
① 50 1
오답입니다 단면적을 60 cm²로 잘못 잡고 변형률만 맞게 구한 값입니다.
② 50 0.01
오답입니다 단면적도 틀리고 변형률을 백분율로 바꾸지 않은 값입니다.
③ 500 1
정답입니다 σ = 3,000/6 = 500 kgf/cm², ε = 0.1/10 = 0.01 = 1%입니다.
④ 500 0.01
오답입니다 응력은 맞지만 변형률을 %로 환산하지 않은 값입니다.
정답과 해설 보기
정답 ③ 응력 500, 변형률 1
단면적은 2 cm × 3 cm = 6 cm²이고 하중은 3 ton = 3,000 kgf이므로 인장응력은 σ = P/A = 3,000/6 = 500 kgf/cm²입니다. 변형률은 ε = Δℓ/ℓ = 0.1/10 = 0.01이고 백분율로 바꾸면 1%입니다. 따라서 ③입니다.
키워드 # 재료역학 # 인장응력 # 변형률 # 단면적 # 백분율환산
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