9급국가직공무원 2014-04-19 기계설계 6번 문제 해설

문제 요약: 300 rpm으로 회전하는 축이 초당 10π J의 동력을 전달할 때, 축에 작용하는 비틀림 모멘트(Torque)를 N·m 단위로 구하시오.

정답: 3번 (1 N·m)

근거:
- 동력(Power) 공식: P = \tau \omega
- 여기서 P 는 동력 (W, 와트), \tau 는 비틀림 모멘트 (N·m), \omega 는 각속도 (rad/s).
- 각속도 계산: \omega = 2π × rpm / 60
- \omega = 2π × 300 / 60 = 10π rad/s
- 동력 대입: 10π \, J/s = \tau × 10π \, rad/s
- 비틀림 모멘트 계산: \tau = (10π/10π) = 1 \, N·m

오답 포인트:
- 2번 (10π): 동력이 전체적으로 나누어져 전달되므로 전체 모멘트가 아닌 단위 계산 필요.
- 4번 (10): 각속도를 고려하지 않아 정확한 모멘트 계산 실패.

핵심 개념:
- 동력과 비틀림 모멘트 간 관계: P = \tau \omega
- 단위 변환과 정확한 계산 중요성.

마무리 요약: 축의 각속도와 동력 공식을 이용해 정확한 비틀림 모멘트를 계산하면 1 N·m임을 알 수 있습니다.