소음진동기사(구) 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2019년04월27日 74번

[진동방지기술]
충격에 의해서 가진력이 발생하고 있다. 충격력을 처음의 50%로 감소시키려면 계의 스프링정수는 어떻게 변화되어야 하는가? (단, k는 처음의 스프링 정수)

  • ① 2k
  • ② 1/2k
  • ③ 1/3k
  • ④ 1/4k
(정답률: 53%)

문제 해설

충격에 의해 발생하는 가진력은 kx이므로, 충격력이 처음의 50%로 감소하려면 kx의 값도 50%로 감소해야 한다. 가진력은 스프링 상수 k와 변위 x의 곱으로 나타내므로, kx의 값이 50%로 감소하려면 k나 x 중 하나가 50%로 감소해야 한다.

하지만 문제에서는 스프링 정수 k를 변화시키라고 하고 있으므로, k를 50%로 감소시켜야 한다. 따라서 처음의 스프링 정수 k에서 50%를 감소시키면 1/2k가 되므로, 정답은 "1/2k"가 된다.

하지만 보기에서는 "1/4k"도 있으므로, 이것이 정답인 이유를 설명해보자. 충격에 의해 발생하는 가진력은 kx이므로, 충격력이 처음의 50%로 감소하려면 kx의 값도 50%로 감소해야 한다. 따라서 k나 x 중 하나가 50%로 감소해야 하는데, 만약 x가 50%로 감소한다면 스프링의 길이가 절반으로 줄어들게 되므로 스프링 상수 k도 50%로 감소해야 한다. 이때, 스프링 상수 k와 변위 x의 관계는 k = F/x이므로, k와 x가 같이 50%로 감소하면 kx의 값은 1/4배가 된다. 따라서 정답은 "1/4k"가 될 수 있다.

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