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2003년05월25일 42번

[기계위험방지기술]
크레인 작업시 2ton의 중량을 걸어 20m/s2 가속도로 감아올릴 때 로프에 걸리는 총 하중은?

  • ① 5,998kg
  • ② 6,000kg
  • ③ 6,082kg
  • ④ 6,112kg
(정답률: 50%)

문제 해설

크레인 작업시 로프에 걸리는 총 하중은 물체의 중량과 중력가속도, 그리고 로프에 걸린 힘의 합이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

물체의 중량 = 2ton = 2000kg
중력가속도 = 9.8m/s2
감속도 = 20m/s2

로프에 걸리는 총 하중 = 물체의 중량 + 물체의 운동에너지를 제공하기 위해 필요한 힘
물체의 운동에너지 = 1/2 x 물체의 질량 x 속도의 제곱
물체의 최종 속도 = 감속도 x 시간
시간 = 물체의 최종 속도 / 감속도

물체의 운동에너지 = 1/2 x 2000kg x (20m/s)2 = 400,000J
물체의 최종 속도 = 20m/s2 x (20m/s / 20m/s2) = 20m/s
시간 = 20m/s / 20m/s2 = 1s

따라서 로프에 걸리는 총 하중은 다음과 같다.

로프에 걸리는 총 하중 = 2000kg x 9.8m/s2 + 400,000J / 1s
= 19,600N + 400,000N
= 419,600N
= 42,750kgf

하지만 이 문제에서는 단위가 kgf가 아닌 kg으로 주어졌기 때문에, kgf를 kg으로 변환해줘야 한다.

1kgf = 9.8N
42,750kgf = 42,750kgf x 9.8N/kgf = 419,550N = 42,750kg

따라서 로프에 걸리는 총 하중은 6,082kg이 된다.

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