2007년04월14일 12번
[과목 구분 없음] 단면적이 400mm2이고, 길이가 10m인 강봉(steel bar)이 온도변화의 영향으로 3mm가 늘어났다. 이 인장변형을 억제하는 데 필요한 최소 압축력[kN]은? (단, 강봉의 탄성계수 Es=2.1×105MPa)
- ① 25.2
- ② 30.2
- ③ 35.2
- ④ 37.2
(정답률: 알수없음)
문제 해설
강봉이 늘어난 것은 열팽창으로 인한 것이므로, 이를 억제하기 위해서는 압축력을 가해야 한다. 이때 필요한 압축력은 다음과 같이 구할 수 있다.
ΔL = αLΔT
여기서, ΔL은 늘어난 길이, α는 열팽창 계수, L은 원래 길이, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 이를 변형하여 압축력 F를 구하면 다음과 같다.
F = Aσ = EAΔL/L = EAαΔT
여기서, A는 단면적, σ는 인장응력, E는 탄성계수를 나타낸다. 따라서, 주어진 값들을 대입하여 계산하면 다음과 같다.
F = (400×10-6)×(2.1×105)×(3×10-3)/10 = 25.2 kN
따라서, 정답은 "25.2"이다.
ΔL = αLΔT
여기서, ΔL은 늘어난 길이, α는 열팽창 계수, L은 원래 길이, ΔT는 온도 변화량을 나타낸다. 이를 변형하여 압축력 F를 구하면 다음과 같다.
F = Aσ = EAΔL/L = EAαΔT
여기서, A는 단면적, σ는 인장응력, E는 탄성계수를 나타낸다. 따라서, 주어진 값들을 대입하여 계산하면 다음과 같다.
F = (400×10-6)×(2.1×105)×(3×10-3)/10 = 25.2 kN
따라서, 정답은 "25.2"이다.
