양끝을 고정한 연강봉이 온도 20℃에서 가열되어 40℃가 되었다면 재료 내부에 발생하는 열응력은 몇 N/cm2인가? (단, 세로탄성계수는 2100000 N/cm2, 선팽창계수는 0.000012/℃이다.) - 문제 상세보기

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문제 ID: 172725

카테고리: 건설기계정비산업기사

강의: 건설기계정비산업기사 (2020-06-06 시행)

키워드: 없음

문제

양끝을 고정한 연강봉이 온도 20℃에서 가열되어 40℃가 되었다면 재료 내부에 발생하는 열응력은 몇 N/cm2인가? (단, 세로탄성계수는 2100000 N/cm2, 선팽창계수는 0.000012/℃이다.)

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1 50.4

2 504

3 544

4 5444

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2번 : 504

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[정답 근거]
열응력(σ)은 다음 공식으로 계산할 수 있습니다:
σ = E × α × ΔT
여기서 E는 세로탄성계수, α는 선팽창계수, ΔT는 온도 변화입니다.
주어진 값으로 계산하면:
E = 2100000 N/cm², α = 0.000012/℃, ΔT = 40℃ - 20℃ = 20℃
따라서, σ = 2100000 × 0.000012 × 20 = 504 N/cm².
따라서 정답은 2번입니다.

[오답 해설]
1번 (50.4 N/cm²): 계산 과정에서 세로탄성계수나 선팽창계수를 잘못 적용했을 가능성이 높습니다.
3번 (544 N/cm²): ΔT를 잘못 계산했거나, α 값을 잘못 적용했을 수 있습니다.
4번 (5444 N/cm²): 세로탄성계수나 선팽창계수의 단위를 잘못 이해했거나, 계산 과정에서 오류가 있었던 것으로 보입니다.

[관련 개념]
열응력은 온도 변화에 따른 재료의 길이 변화로 인해 발생하는 응력을 의미합니다. 세로탄성계수(E)는 재료의 강성을 나타내며, 선팽창계수(α)는 온도 변화에 따른 길이 변화의 비율을 나타냅니다.

[학습 포인트]
열응력을 계산할 때는 세로탄성계수, 선팽창계수, 온도 변화의 관계를 이해하고, 정확한 단위 변환과 계산 과정을 통해 결과를 도출하는 것이 중요합니다.

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문제 ID: 172725

카테고리: 건설기계정비산업기사

강의: 건설기계정비산업기사

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