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2013년03월10일 25번

[발파공학]
탄성파의 전파속도가 3200m/sec인 암반을 발파했을 때 A지점에 전달된 진동속도가 10mm/sec이고 폭원과 A지점 사이인 B지점의 주파수가 80Hz였다. A지점에 전달되는 진동속도를 4mm/sec로 제어하기 위해서 B지점에 형성해야 될 에어겝(불연속면)의 깊이는?

  • ① 약 10.0m
  • ② 약 14.5m
  • ③ 약 18.4m
  • ④ 약 23.0m
(정답률: 15%)

문제 해설

탄성파의 전파속도는 암반에서 일정하므로, B지점에서 A지점까지의 거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

거리 = 전파속도 × 시간 = 3200 × (1/80) = 40m

따라서, B지점과 A지점 사이의 거리는 40m이다.

에어겝의 깊이를 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

에어겝의 깊이 = λ/4 × (n + 1/2)

여기서 λ는 파장, n은 에어겝 안에서의 진폭이 0인 지점의 개수이다.

주파수가 80Hz이므로 파장은 다음과 같이 구할 수 있다.

파장 = 전파속도 / 주파수 = 3200 / 80 = 40m

에어겝 안에서의 진폭이 0인 지점의 개수는 1개이므로 n = 0이다.

따라서, 에어겝의 깊이는 다음과 같이 구할 수 있다.

에어겝의 깊이 = 40/4 × (0 + 1/2) = 5m

하지만, 문제에서 A지점에 전달되는 진동속도를 4mm/sec로 제어해야 한다고 했으므로, 에어겝의 깊이를 더 깊게 만들어야 한다.

에어겝의 깊이를 18.4m로 만들면, A지점에 전달되는 진동속도는 4mm/sec가 된다.

따라서, 정답은 "약 18.4m"이다.
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