[감정사 2023년 37번]

와이어 로프로 W톤의 화물을 600 m/min의 속력으로 올리다가 10 m의 거리에서 정지하였을 때, 이 와이어 로프에 걸리는 동하중은? (단, 모든 마찰과 화물 이외의 무게는 무시하며, 중력가속도는 10 m/s2이다.)
감정에 관한 일반적 지식
  1. ①0.25 W
  2. ②0.5 W
  3. ③0.75 W
  4. ④1.5 W

선지를 골라 바로 채점해 보세요.

정답 ② — 초기 속도 10 m/s10\text{ m/s}로 상승하다가 10 m10\text{ m} 이동 후 정지하므로 감속도는 5 m/s25\text{ m/s}^2이며, 이에 따른 동하중(관성력)은 Wga=0.5W\frac{W}{g}a = 0.5W가 됩니다.

선지별 오답 이유

  • ① 초기 속력을 잘못 환산하거나 이동 거리를 20 m20\text{ m}로 오인하여 감속도를 2.5 m/s22.5\text{ m/s}^2로 계산했을 때 나오는 수치로 옳지 않습니다.
  • ② 상승 속도 600 m/min=10 m/s600\text{ m/min} = 10\text{ m/s}에서 10 m10\text{ m} 동안 등감속하여 정지하므로 v2=2asv^2 = 2as에 의해 감속도 a=5 m/s2a = 5\text{ m/s}^2가 되며, 이에 따른 동하중은 Wga=W×510=0.5W\frac{W}{g}a = W \times \frac{5}{10} = 0.5W로 정확합니다.
  • ③ 정하중과 동하중의 단순 가중치 차이 등을 잘못 조합하여 유도된 오답 값으로 옳지 않습니다.
  • ④ 정지 상태에서 위쪽으로 가속 상승할 때 걸리는 총 인장하중(W+ma=1.5WW + ma = 1.5W)으로 혼동한 계산으로 감속 정지 상황과 맞지 않습니다.

관련 개념

물체가 수직 방향으로 가속 또는 감속 운동할 때 로프에 작용하는 힘은 정하중과 가속도에 의한 관성력을 고려하여 해석합니다.
등가속도 운동 방정식 v2=2asv^2 = 2as를 이용하면 정지할 때까지 발생하는 감속도를 구할 수 있습니다.
동하중(관성력)은 물체의 질량과 감속도의 곱으로 표현되며, Fd=WgaF_d = \frac{W}{g}a의 관계식을 따릅니다.

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

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