정답: 3번

축의 단면적은 \( A = \frac{\pi}{4} \times D^2 \)이고, \( D = 40 \, \text{mm} \)이므로 \( A = \frac{\pi}{4} \times 40^2 = 1256.64 \, \text{mm}^2 \)입니다.

인장 하중은 \( P = 3000 \, \text{kg} = 3000 \times 9.81 = 29430 \, \text{N} \)입니다.

단면적에 걸리는 응력은 \( \sigma = \frac{P}{A} = \frac{29430}{1256.64} \approx 23.42 \, \text{N/mm}^2 \)입니다.

인장 강도가 \( 55 \, \text{kg/mm}^2 \)이므로 \( 55 \times 9.81 = 539.55 \, \text{N/mm}^2 \)입니다.

안전율은 \(\text{안전율} = \frac{\text{인장 강도}}{\text{응력}} = \frac{539.55}{23.42} \approx 23.04\)입니다.

그러나, 문제에서 안전율을 구하는 기준이 다르게 주어진 것 같습니다. 그림에서 \( K_t \)를 고려하여 계산해야 하는데, \( \frac{t}{D} = \frac{4}{40} = 0.1 \)과 \( \frac{r}{D} = \frac{6}{40} = 0.15 \)를 대입하여 그림의 곡선으로부터 \( K_t \approx 1.6 \)로 추정됩니다.

최종 안전율은 \(\frac{\text{인장 강도}}{K_t \cdot \text{응력}} = \frac{539.55}{1.6 \times 23.42} \approx 14.4\)입니다.

따라서 최종 정답은 3번입니다.