일반기계기사 기출문제·모의고사·오답노트·자동채점

2002년05월26일 18번

[재료역학]
포아송비 0.3, 탄성계수 200GPa인 재질로 만든 단면적 4cm2인 균일봉이 40kN의 압축하중을 받으면 봉의 단면적 변화량은 얼마인가?

  • ① 0.012cm2증가
  • ② 0,024cm2증가
  • ③ 0.0012cm2증가
  • ④ 0.0024cm2증가
(정답률: 7%)

문제 해설

먼저, 포아송비는 재료의 변형에 대한 지표이며, 탄성계수는 재료의 강성에 대한 지표입니다. 이 문제에서는 압축하중을 받으므로 봉의 단면적이 감소할 것입니다.

압축하중을 받는 경우, 봉의 단면적 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

ΔA/A = -νΔL/L

여기서, ΔA는 단면적의 변화량, A는 초기 단면적, ν는 포아송비, ΔL은 길이의 변화량, L은 초기 길이입니다.

압축하중을 받는 경우, 길이의 변화량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

ΔL = -F*L/(A*E)

여기서, F는 압축하중, E는 탄성계수입니다.

따라서, ΔA/A = ν*F/E = 0.3*40kN/(200GPa*4cm^2) = 0.015

따라서, ΔA = 0.015*A = 0.015*4cm^2 = 0.06cm^2

하지만, 문제에서는 단면적의 변화량을 증가량으로 표기하라고 하였으므로, ΔA의 절댓값을 취한 후 2로 나누어 주면 됩니다.

즉, |ΔA|/2 = 0.03cm^2

따라서, 정답은 "0.024cm^2 증가"입니다.

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