第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第82問
医用機械工学第31回午前
第31回 臨床工学技士国家試験 午前 第82問（医用機械工学）の正答は 4 です。フォークトモデルはバネとダッシュポットが並列なので、両者は常に同じだけ伸びる。
問題
バネとダシュポットを並列に接続したフォークトモデルの両端に図のように応力を与えたときのひずみの変化を表しているのはどれか。
- 1. 図のグラフ1
- 2. 図のグラフ2
- 3. 図のグラフ3
- 4. 図のグラフ4 ✓
- 5. 図のグラフ5
正答：4番
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この問題の正答率（MEカコモン利用者の実データ）
初回正答率 72.7%参考値
11人の初回解答から算出（2026年10月21日時点）。母数が少ないため参考値です
同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています（再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため）。国家試験の公式発表値ではなく、MEカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。
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解説
■ 正答：4番 — 図のグラフ4
フォークトモデルはバネとダッシュポットが並列なので、両者は常に同じだけ伸びる。ダッシュポットは急には伸びられないため、一定応力を加えてもひずみは0から滑らかに立ち上がって一定値（応力÷弾性率）に近づき（クリープ）、応力を除くとバネの復元力で滑らかに0へ戻る（遅延回復）。
【各選択肢の解説】
図の右上の入力は、ある時刻に一定の応力を加え、一定時間後に0に戻す矩形の応力である。各グラフの「加えた瞬間」「加えている間」「除いた後」のひずみを見る。
1. 図のグラフ1
❌ 誤り。加えている間ひずみが直線的に増え続け、除いた瞬間に0へ落ちている。直線的に増え続けるのはダッシュポット（粘性）だけの振る舞いで、並列のバネがあれば頭打ちになる。正しくは、ひずみは指数関数的に一定値へ近づき、除荷後も滑らかに0へ戻る。
❌ 誤り。加えている間ひずみが直線的に増え続け、除いた瞬間に0へ落ちている。直線的に増え続けるのはダッシュポット（粘性）だけの振る舞いで、並列のバネがあれば頭打ちになる。正しくは、ひずみは指数関数的に一定値へ近づき、除荷後も滑らかに0へ戻る。
2. 図のグラフ2
❌ 誤り。加えた瞬間の跳び上がり→直線的な増加→除いた瞬間の一部回復→ひずみが残る、という形は、バネとダッシュポットを直列にしたマクスウェルモデルの応答である。正しくは、フォークトモデルでは瞬間的な跳びも永久ひずみもない。
❌ 誤り。加えた瞬間の跳び上がり→直線的な増加→除いた瞬間の一部回復→ひずみが残る、という形は、バネとダッシュポットを直列にしたマクスウェルモデルの応答である。正しくは、フォークトモデルでは瞬間的な跳びも永久ひずみもない。
3. 図のグラフ3
❌ 誤り。ひずみが一瞬で立ち上がってすぐ0に戻り、除いた時に負へ振れている。一定応力を加えている間はバネが伸びた状態で応力を支えるので、ひずみが0に戻ることはない。正しくは、加えている間ひずみは一定値に近づいて保たれる。
❌ 誤り。ひずみが一瞬で立ち上がってすぐ0に戻り、除いた時に負へ振れている。一定応力を加えている間はバネが伸びた状態で応力を支えるので、ひずみが0に戻ることはない。正しくは、加えている間ひずみは一定値に近づいて保たれる。
4. 図のグラフ4
✅ 正しい（＝正答）。0から立ち上がって一定値に漸近し、除荷後は滑らかに0へ戻る。ダッシュポットがバネの伸び縮みを遅らせるため、この形（遅延弾性）になる。
✅ 正しい（＝正答）。0から立ち上がって一定値に漸近し、除荷後は滑らかに0へ戻る。ダッシュポットがバネの伸び縮みを遅らせるため、この形（遅延弾性）になる。
5. 図のグラフ5
❌ 誤り。加えた瞬間にひずみが跳び上がっている。並列のダッシュポットは瞬間的には変形できないので、フォークトモデルでは瞬間の跳びは起こらない。また除いた後に負のひずみが現れることもない。正しくは、0から滑らかに立ち上がり、除荷後は0へ滑らかに戻る。
❌ 誤り。加えた瞬間にひずみが跳び上がっている。並列のダッシュポットは瞬間的には変形できないので、フォークトモデルでは瞬間の跳びは起こらない。また除いた後に負のひずみが現れることもない。正しくは、0から滑らかに立ち上がり、除荷後は0へ滑らかに戻る。
【試験対策ポイント】
| フォークト（並列） | マクスウェル（直列） | |
|---|---|---|
| 一定応力を加えた瞬間 | ひずみは跳ばない | バネ分だけ瞬間に跳ぶ |
| 加えている間 | 一定値へ漸近（クリープ） | 直線的に増え続ける |
| 除いた後 | 滑らかに0へ戻る | バネ分だけ戻り、残りは永久ひずみ |
| 一定ひずみを与えたとき | 応力は一定 | 応力が指数関数的に減る（応力緩和） |
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