정 역 학

정 역 학

1.[4점] 다음 물음에 답하라.

(a) ‘기계공학’을 전공함에 있어서 ‘정역학’을 공부하 는 이유를 설명하라.

(b) 정역학에서 사용하는 ‘전달성[transmissibility]의 원리’란 무엇인지 서술하라.

2.[4점] 범선(돛단배)가 역풍을 받아도 목적지에 도달 할 수 있다. 힘 벡터의 분해를 사용하여 그 원리를 설명하라.

3.[4점] Knowing that  = 30°, determine the tension in rope BC.

4.5 kN

(a) by trigonometry (force triangle).

(b) by rectangular components.

4.[4점] 송신탑의 버팀줄[guy wire]이 점 A에서 볼 트로 고정되어 있다. 줄에 걸리는 장력[tension]은 2400 N이다.

70 m

20 m 35 m

(a) 볼트에 작용하는 힘의 직각성분 _, _, _를 구 하라.

(b) 볼트에 작용하는 힘의 방향을 나타내는 각도(즉, 방향여현) _, _, _를 구하라.

5.[4점] 그림과 같이 지지대 조립체가 B, C 및 D에 서 볼트로 체결되어 있으며, A에서 아랫방향으로 힘 P를 지지하고 있다. 부재 AB, AC 및 AD의 힘들은 각각의 부재 뱡향으로 향하고, 부재 AC의 힘이 95.5 N임을 알 때, 힘 P의 크기를 결정하라.

180 mm

140 mm 170 mm

210 mm 95 mm

--- 정 답 --- 3. _ = 479 N

4. (a) _ = -1040 N, _ = 2080 N, _ = 594 N (b) _ = 115.6°, _ = 29.9°, _ = 75.7°

5.  = 276 N

정 역 학

1. (a) 서술 (핵심어 : 역학, 설계, 생산, 정지 물체, 힘)

(b) 서술 (핵심어 : 강체, 크기와 방향이 같지만 다른 점에 작용하는 힘으로 대체, 같은 작용선)

2. 바람의 압력에 의한 힘 P의 직각성분 중

P2는 돛에 평행이므로 영향을 주지 못하고 P1이 영향을 준다.

선체의 방향이 그림과 같으면

P1의 성분 중 선체의 방향인 P3가 배를 진행시킨다.

지그재그 항로로써 목적지에 도달할 수 있다.

3. (a)  = 90° - (5°+30°) = 55°

 = 90° + 30° = 120°

sine 공식  

 

=  

_

=   

_

_ = (4.5 kN)  

 

= 0.479 kN = 479 N

(b) Σ_ = -_ sin5° + _ cos30° = 0 … ① Σ_ = _ cos5° - _ sin30° - (4.5 kN) = 0 … ② cos5° × ① + sin5° × ②

(cos30° cos5° - sin30° sin5°) _ = (4.5 kN) sin5°

_ =   

   

= 0.479 kN = 479 N

4. (a) _ = -35 m,  = 70 m,  = 20 m

 =





 [(-35 m) i + (70 m) j + (20 m) k]

F =   =  

 

[(-35 m) i + (70 m) j + (20 m) k]

= (-1039.9 N) i + (2079.7 N) j + (594.2 N) k _ = -1040 N, _ = 2080 N, _ = 594 N

(b) cos_ =  

  

= -0.4333 ⇒ _ = cos^-1(-0.4333) = 115.6°

cos_ =  

 

= 0.8667 ⇒ _ = cos^-1(0.8667) = 29.9°

cos_ =  

 

= 0.2475 ⇒ _ = cos^-1(0.2475) = 75.7°

바람

P P1

P2

돛

P1

P4

P3

선체

목적지

TCB

TCA

4.5kN 5°



 5°

5°

30°

4.5kN TCA

TCB

5. P = - j, _ = 95.5 N

_ =



_

[(-0.210 m) i + (0.180 m) j] = _ (-0.7592 i + 0.6508 j) _ =



FCA =  

 

[(0.180 m) j + (-0.140 m) k] = 75.39 j - 58.64 k (N) _{ } =



FDA =  

_{ }

[(0.170 m) i + (0.180 m) j + (0.095 m) k]

= _{ } (0.6410 i + 0.6787 j + 0.3582 k) ΣF = 0 ; FBA + FCA +FDA + P = 0

 ; (-0.7592) _ + 0.6410 _{ } = 0 … ①

 ; 0.6508 _ + (75.39 N) + 0.6787 _{ } -  = 0 … ②

 ; (-58.64 N) + 0.3582 _{ } = 0 … ③

③ → _{ } = 

 

= 163.7 N

① → _ = 

 (163.7 N) = 138.2 N

② →  = 0.6508 (138.2 N) + (75.39 N) + 0.6787 (163.7 N) = 276 N