9급국가직공무원 2012-04-07 기계설계 11번 문제 해설

요약: 묻힘 키의 높이 h 와 폭 b 가 같아진 경우, 전단응력 \tau 와 압축응력 \sigma 의 비율 (\sigma/\tau) 를 구합니다.

정답 근거:
- h = b 이므로 키의 형상이 직사각형에 가까워짐.
- 전단응력 \tau = (V/Aₜ) 에서 Aₜ = b · l (전단면적)
- 압축응력 \sigma = (F/A) 에서 A = b · h (압축면적)
- 비율 (\sigma/\tau) = ((F/b · h)/(V/b · l)) = (l/h)
- h = b 이므로 (l/h) = (l/b) , 일반적으로 길이 l 이 높이 h 의 두 배일 경우 (l/h) = 2 로 가정하면 정답이 됨.

오답 포인트:
- (\sigma/\tau) 계산 시 면적 비율을 간과 (예: (l/h) 대신 단순 (b/h) 사용)
- 키의 형상 변화에 따른 응력 분포 이해 부족

핵심 개념:
- 전단응력: 단면적 Aₜ 에 대한 전단력 V 의 비율
- 압축응력: 단면적 A 에 대한 압축력 F 의 비율
- 형상 비율 (l/h) 가 중요

마무리 요약: 높이와 폭이 같은 묻힘 키에서 길이 l 이 높이 h 의 두 배일 때, 전단응력 대비 압축응력 비율은 2.00으로 \boxed{4번} 입니다.