9급 국가직 공무원 응용역학개론(2007. 4. 14.) 시험일자 : 2007년 4월 14일
1. 다음 중 뉴턴의 운동법칙에 해당하지 않는 것은?
- ① 물체에 작용하는 힘이 평형을 이룬다면 정지해 있는 물체는 계속 정지해 있고 움직이던 물체는 등속도 직선 운동을 한다.
- ② 마찰력은 두 물체의 접촉면에서 발생하며 그 힘의 방향은 물체의 운동방향과 반대이다.
- ③ 움직이는 물체의 가속도 크기는 작용하는 힘에 비례하고 물체의 질량에 반비례하며 방향은 힘의 방향과 같다.
- ④ 임의의 물체에 작용하는 작용힘과 반작용힘은 그 크기가 같고 방향이 서로 반대이며 동일선상에 있다.
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2. 다음 설명 중에서 옳지 않은 것은?
- ① 힘을 표시하는 3요소는 힘의 크기, 방향, 작용점이다.
- ② 선형 탄성영역에서는 응력과 변형률이 비례한다.
- ③ 동마찰계수는 정마찰계수보다 작다.
- ④ 힘, 변위, 속력, 가속도는 모두 벡터(vector)양이다.
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3. 단면의 성질에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 단면 2차 모멘트는 항상 양(＋)의 값이다.
- ② 동일 단면적의 도심축에 대한 단면 2차 모멘트는 정삼각형이 정사각형보다 크다.
- ③ 대칭축은 항상 주축이다. 그러나 주축이 항상 대칭축인 것은 아니다.
- ④ 단면 1차 모멘트는 그 단면의 도심축에 대한 값이 최대이다.
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4. 길이 150mm, 지름 15mm의 강봉에 인장력을 가했더니 길이 방향으로 1.0mm가 늘어났다면 지름의 변화량[mm]은? (단, 이 강봉의 포아송수는 4이다)
- ① 0.025 (감소)
- ② 0.025 (증가)
- ③ 0.050 (감소)
- ④ 0.050 (증가)
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5. 다음의 보가 정정 구조물이 되기 위해 필요한 내부힌지의 개수는?
- ① 필요 없다
- ② 1개
- ③ 2개
- ④ 3개
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6. 그림과 같은 구조물에서 BC부재가 100 kN의 인장력을 받을 때 하중 P의 값[kN]은?
- ① 100.0
- ② 115.5
- ③ 141.4
- ④ 173.2
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7. 다음과 같은 응력－변형률 곡선에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 그림 (a)에서 하중을 받아 A점에 도달한 후 하중을 제거했을 때 OA곡선을 따라 O점으로 되돌아가는 재료의 성질을 선형 탄성(linear elasticity)이라 한다.
- ② 그림 (b)에서 하중을 받아 B점에 도달한 후 하중을 제거했을 때 OB곡선을 따라 되돌아가지 않고 BC를 따라 C점으로 돌아가는 재료의 성질을 비선형 탄성(nonlinear elasticity)이라 한다.
- ③ 그림 (b)에서 B점에 도달한 후 하중을 제거했을 때 발생한 변형률 OC를 잔류변형률(residual strain)이라 하고 변형률 CD를 탄성적으로 회복된 변형률이라 한다.
- ④ 그림 (b)에서 B점에서 하중을 완전히 제거한 후 다시 하중을가하면 CB곡선을 따라 응력과 변형률이 발생된다.
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8. A단이 고정 지지된 원형봉에 인장력 30kN이 작용하여 그림과 같은 신장량 △가 발생하였다면 이 재료의 탄성계수[GPa]는? (단, 계산의 편의상 원주율 π＝3으로 한다)
- ① 50
- ② 100
- ③ 150
- ④ 200
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9. 다음 설명 중에서 옳지 않은 것은?
- ① 평형방정식의 수보다 많은 미지의 힘을 갖는 구조물을 부정정 구조물이라 부른다.
- ② 기하학적 불안정은 구조물의 반력 성분이 외적 안정을 확보할 수 있도록 적절하게 배열되어 있지 않거나 구속되지 않는 경우를 말한다.
- ③ 트러스 구조물에서 부재의 수와 반력의 수의 합이 절점 수의 2배보다 작으면 부정정 트러스 구조물이다.
- ④ 구조물을 적절하게 구속하기 위해서는 반력의 작용선들이 동일한 점에서 교차되지 않도록 해야 한다.
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10. 다음 부정정보의 B단에 모멘트를 작용시킬 때, A단에 전달되는 모멘트(MA)는 B단의 작용 모멘트(MB)의 몇 배가 되는가? 단, E: 탄성계수, I: 단면 2차 모멘트)
- ① 0.5배
- ② 1.0배
- ③ 1.5배
- ④ 2.0배
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11. 다음의 구조형식 중 구조 계산 시 부재들이 축방향력만을 받는 것으로 가정되는 구조형식은?
- ① 보
- ② 트러스
- ③ 라멘
- ④ 아치
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12. 다음 그림은 임의의 하중이 가해지고 있는 단순보의 전단력선도이다. 최대 휨모멘트[kNㆍm]는?
- ① 3.0
- ② 3.5
- ③ 4.0
- ④ 4.5
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13. 단순보 CD에 발생하는 최대 휨모멘트[kNㆍm]는?
- ① 50
- ② 75
- ③ 100
- ④ 150
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14. 단순 지지된 트러스에서 부재 A, B의 부재력[kN]은? (순서대로 A, B)
- ① 5(압축), 3(인장)
- ② 5(인장), 3(압축)
- ③ 3(압축), 5(인장)
- ④ 3(인장), 5(압축)
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15. 단면이 폭 300mm, 높이 500mm인 단순보의 중앙 지간에 집중 하중 10 kN이 작용하고 있다. 이 구조물에서 생기는 최대 휨응력(σmax[MPa])은?
- ① σmax=1
- ② σmax=2
- ③ σmax=100
- ④ σmax=200
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16. 다음 그림은 임의의 하중을 받는 단순보의 전단력선도이다. 옳지 않은 것은? (단, 보의 자중은 고려하지 않는다)
- ① AB 구간에는 1 kN/m의 등분포하중이 작용한다.
- ② CD 구간에는 하중이 작용하지 않는다.
- ③ 전단력선도에서 (＋)부 면적과 (－)부 면적은 같다.
- ④ B점에 집중하중이 작용한다.
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17. 아래 그림과 같이 스프링 상수가 각각 k1, k2인 부재 AD와 BF가 길이 L인 단순보 AB를 지지하는 구조물에서 A점으로부터 L/2만큼 떨어진 C점에 수직 하중 P가 작용하고 있다. 하중 재하점의 수직처짐 δ는? (단, 보 AB의 휨강성은 EI이며 보의 축변형 및 전단변형은 무시한다)
- ①
- ②
- ③
- ④
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18. 오일러－베르누이 가정이 적용되는 균일단면 보의 응력에 관한 설명으로 옳은 것은?
- ① 휨을 받는 단면에 발생하는 법선(단면에 수직) 응력은 단면 계수에 비례한다.
- ② 직사각형 단면 내 전단응력은 단면의 상ㆍ하 끝단에서 최대 이다.
- ③ 휨을 받는 단면에 발생하는 법선(단면에 수직) 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.
- ④ 단면이 I형인 경우 복부판(web)과 평행한 수직방향 하중이 작용할 때 단면에 작용하는 전단응력의 방향은 모두 수직방향 (수직전단응력)이다.
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19. 그림과 같이 휨강성 EI가 일정한 단순보에 등분포 하중 ω가 작용할 때 최대처짐각 θ와 최대처짐량 δ는? (순서대로 θ, δ)
- ①
- ②
- ③
- ④
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20. 기둥에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?
- ① 기둥은 세장비에 따라 단주, 중간주, 장주로 구분할 수 있다.
- ② 단주에 편심 압축하중이 단면의 핵(core) 안에 작용하면 단면 내 어느 점에서도 인장응력이 발생하지 않는다.
- ③ 기둥의 세장비는 기둥단면의 단면적, 단면 2차 모멘트, 그리고 기둥의 길이로 계산된다.
- ④ 장주의 양단이 핀 지지되지 않은 경우의 탄성 좌굴 하중은 양단이 핀 지지된 장주의 오일러 공식에 유효길이(effective length)를 사용하여 구할 수 있으며 양단이 고정된 장주의 유효길이 계수(effective length factor)는 0.7이다.
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