그림과 같이 정지상태의 물체(무게 W ＝ 55 kN)에 케이블과 도르래를 이용하여 하중 P를 작용시킬 때, 물체가 미끄러짐이 발생하기 직전의 최대 하중 P [kN]는? (단, 바닥과 물체 사이의 최대정지마찰계수는 ＝ 0.5이고, 케이블과 도르래의 질량 및 도르래의 마찰은 무시한다)
- ①25
- ②30
- ③35
- ④40
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정답 ① — 물체에 작용하는 힘들의 수직 및 수평 평형 방정식을 세우고, 미끄러짐이 발생하기 직전의 최대 정지마찰력 조건을 사용하여 하중 P를 계산합니다. 수직방향 힘의 평형에서 수직항력을 구하고, 이를 최대 정지마찰력 공식에 대입하여 수평방향 힘의 평형으로부터 P를 도출합니다.
선지별 오답 이유
- ① 25: 계산 결과, 물체가 미끄러지기 직전의 최대 하중 P는 25 kN으로 나타나 이 선지가 정답입니다.
- ② 30: 30 kN은 수직항력을 제대로 고려하지 않거나 케이블 장력의 수직 성분이 수직항력을 감소시키는 효과를 누락하는 등의 계산 과정에서 오류가 발생했을 때 나올 수 있는 오답입니다.
- ③ 35: 35 kN은 케이블 장력의 수직 성분을 고려하지 않거나 마찰계수를 잘못 적용했을 때 얻을 수 있는 오답입니다.
- ④ 40: 40 kN은 마찰력이나 장력의 분해를 잘못 적용하거나 평형 방정식을 잘못 세웠을 때 나올 수 있는 오답입니다.
관련 개념
물체에 작용하는 모든 힘을 자유물체도에 표시하고 수직 및 수평 방향으로 분해합니다. 정지 평형 조건(, )을 이용하여 미지수를 구합니다. 미끄러짐이 발생하기 직전의 최대 정지마찰력은 으로 계산됩니다.
출처: 인사혁신처 공개 기출(공공데이터포털, 이용허락 제한 없음) · AI 초안 → 검수 완료 (2026-09-18)