[9급 국가직 응용역학개론 2024년 5번]

휨강성(EI)이 동일한 두 캔틸레버보 (a)와 (b)에서 자유단 B점의 처짐이 같아지도록 하는 하중 P는? (단, 구조물의 자중은 무시한다)
응용역학개론
  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ③ — 캔틸레버보의 자유단에 집중하중 P가 작용할 때의 처짐 공식인 PL33EI\frac{PL^3}{3EI}와 자유단에 모멘트 M이 작용할 때의 처짐 공식인 ML22EI\frac{ML^2}{2EI}를 이용하여 두 처짐이 같다고 놓고 P에 대해 정리하면 3M2L\frac{3M}{2L}이 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 1/2M/L1/2M/L: 캔틸레버보 자유단에 모멘트 M이 작용할 때 발생하는 처짐과 집중하중 P가 작용할 때 발생하는 처짐을 같다고 두고 P를 구하면 3M2L\frac{3M}{2L}이므로, 이 값은 정답과 다릅니다.
  • ② M/LM/L: 주어진 두 캔틸레버보의 자유단 처짐이 같아지는 P 값을 계산하기 위해서는 각각의 처짐 공식을 적용해야 하며, M/LM/L은 해당 조건을 만족하는 값이 아닙니다.
  • ③ 3/2M/L3/2M/L: 캔틸레버보 (a)의 자유단 B점 처짐은 PL33EI\frac{PL^3}{3EI}이고, 캔틸레버보 (b)의 자유단 B점 처짐은 ML22EI\frac{ML^2}{2EI}입니다. 두 처짐을 같다고 (fracPL33EI=fracML22EI\\frac{PL^3}{3EI} = \\frac{ML^2}{2EI}) 놓고 P에 대해 정리하면 P는 3M2L\frac{3M}{2L}이므로, 이 값은 문제의 조건을 만족합니다.
  • ④ 2M/L2M/L: 캔틸레버보의 자유단에 작용하는 하중에 따른 처짐 공식을 사용하여 P를 계산하면 3M2L\frac{3M}{2L}이 도출되므로, 2M/L2M/L은 올바른 값이 아닙니다.

관련 개념

캔틸레버보의 처짐 계산은 응용역학에서 기본적으로 다루는 중요한 개념입니다. 자유단에 집중하중 P가 작용할 때의 처짐량은 δ=PL33EI\delta = \frac{PL^3}{3EI}로 표현됩니다. 반면, 자유단에 모멘트 M이 작용할 때의 처짐량은 δ=ML22EI\delta = \frac{ML^2}{2EI}로 계산됩니다. 여기서 EE는 탄성계수, II는 단면 2차 모멘트, LL은 보의 길이입니다.

출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음) · AI 초안 → 검수 완료 (2026-09-18)

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