[감정사 2017년 37번]

데릭을 이용하여 50톤의 화물을 1 m/s의 속력으로 올리다가 2초 동안에 3 m/s로 증속했을 때, 이 때 와이어로프에 걸리는 하중은 몇 톤인가? (단, 중력가속도는 10 m/s2 으로 한다.)
감정에 관한 일반적 지식
  1. ①50
  2. ②55
  3. ③60
  4. ④65

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ② — 화물의 가속도는 a=3−12=1 m/s2a = \frac{3 - 1}{2} = 1\text{ m/s}^2이며, 로프에 걸리는 총 하중은 정하중과 관성력의 합인 W(1+ag)=50×(1+110)=55 tonW \left(1 + \frac{a}{g}\right) = 50 \times \left(1 + \frac{1}{10}\right) = 55\text{ ton}이 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 정지해 있거나 등속도로 권상될 때 걸리는 순수 정하중만을 고려한 수치로, 속도 증가에 따른 상방 가속도와 관성 하중을 반영하지 않아 옳지 않습니다.
  • ② 가속도 1 m/s21\text{ m/s}^2에 의해 발생하는 추가 하중 5 ton5\text{ ton}이 기존 정하중 50 ton50\text{ ton}에 더해져 총 55 ton55\text{ ton}이 되므로 옳습니다.
  • ③ 가속도가 2 m/s22\text{ m/s}^2로 잘못 계산되었거나 관성 하중을 과다하게 산정한 결과이므로 옳지 않습니다.
  • ④ 가속도가 3 m/s23\text{ m/s}^2로 잘못 계산되었거나 중력가속도와의 비율을 잘못 적용하여 하중이 과다 계산된 값이므로 옳지 않습니다.

관련 개념

물체를 연직 상방으로 가속하여 권상할 때 와이어로프에 걸리는 하중은 정하중(중력)에 가속도에 의한 관성력을 더한 동하중으로 계산합니다.
가속도 aa는 속도 변화량을 시간으로 나눈 v−v0t\frac{v - v_0}{t}로 구합니다.
따라서 전체 하중 TT는 정적 중량 WW와 중력가속도 gg, 가속도 aa의 관계인 W(1+ag)W \left(1 + \frac{a}{g}\right)를 통해 산출할 수 있습니다.

출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · AI 해설 · 자동 검증 통과

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