[감정사 2021년 35번]

와이어로프 하중이 40톤인 화물을 속도 6 m/min으로 감아올리다가 0.2초 동안에 18 m/min으로 증속하였을 때, 이 와이어로프에 걸리는 하중은 몇 톤인가? (단, 중력가속도는 10 m/s2이다.)
감정에 관한 일반적 지식
  1. ①40
  2. ②44
  3. ③47
  4. ④49

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ② — 권상 속도를 0.1 m/s0.1\text{ m/s}에서 0.3 m/s0.3\text{ m/s}로 0.20.2초 동안 증속할 때의 가속도는 1 m/s21\text{ m/s}^2이므로, 와이어로프에 걸리는 총 하중은 정하중 40톤에 관성력에 따른 하중이 더해져 44톤이 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 정지 상태 또는 등속으로 감아올릴 때의 정하중만을 나타낸 값으로, 가속으로 인해 추가된 관성력을 반영하지 않아 옳지 않습니다.
  • ② 속도가 0.1 m/s0.1\text{ m/s}에서 0.3 m/s0.3\text{ m/s}로 증가하여 가속도 a=1 m/s2a = 1\text{ m/s}^2이 발생하므로, 총 하중은 40×10+110=44 ton40 \times \frac{10 + 1}{10} = 44\text{ ton}이 되어 옳습니다.
  • ③ 가속도 산출 과정에서 단위를 잘못 변환하거나 시간 계산에 오류가 있을 때 도출되는 수치로 옳지 않습니다.
  • ④ 속도 단위인 분당 속도를 초당 속도로 환산하지 않고 단순 차이 등을 적용했을 때 나타나는 오답 수치입니다.

관련 개념

화물을 수직으로 감아올릴 때 가속도가 발생하면 와이어로프에는 정하중 외에 관성력에 의한 동하중이 추가로 작용합니다.
가속도 aa는 속도 변화량을 시간으로 나누어 구하며, 단위 환산을 통해 m/s\text{m/s} 기준으로 계산해야 합니다.
따라서 가속 상승 시 와이어로프가 받는 총 하중 TT는 정적 하중 WW에 대해 T=W(1+ag)T = W \left(1 + \frac{a}{g}\right)로 나타납니다.

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

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