9급지방직공무원 2011-06-13 기계일반 12번 문제 해설

요약: 선형 탄성체에 인장력을 가해 신장량을 2배로 늘렸을 때 변형에너지 증가 배수를 구합니다.

정답 근거: 변형에너지 U 는 일반적으로 U = (1/2) k Δ L² 로 표현되며, 여기서 k 는 스프링 상수이고 Δ L 은 신장량입니다. 신장량이 2 Δ L 로 증가하면, 변형에너지는 U' = (1/2) k (2 Δ L)² = (1/2) k · 4 (Δ L)² = 4U 가 됩니다.

오답 포인트:
- 1번: 신장량이 단순히 2배 증가하면 에너지 증가는 제곱 관계로 더 크게 증가하므로 부적절합니다.
- 3번/4번: 에너지 증가는 선형 신장량의 제곱에 비례하므로, 제곱 이상의 배수는 맞지 않습니다.

핵심 개념: 변형에너지는 신장량의 제곱에 비례합니다 ( U \propto (Δ L)² ).

마무리 요약: 인장하중으로 인한 신장량이 2배 증가하면 변형에너지는 4배 증가합니다. 따라서 정답은 2번 (4)입니다.