第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第81問
医用機械工学第32回午後
第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第81問(医用機械工学)の正答は 2 です。ダンパは速度に比例する抵抗力 F=c・v を生む。
問題
速度に比例する抵抗力を発揮する機械要素(ダンパ)がある。比例定数であ るダンパ定数の次元はどれか。
- 1. kg・s
- 2. kg・s ✓
- 3. kg・m・s
- 4. kg・m・s
- 5. kg・s
正答:2番
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解説
■ 正答:2番 — kg・s⁻¹(kg/s)
ダンパは速度に比例する抵抗力 F=c・v を生む。比例定数 c の次元は c=F/v。力Fの次元は kg・m・s⁻²、速度vは m・s⁻¹。よって c=(kg・m・s⁻²)/(m・s⁻¹)=kg・s⁻¹。単位はkg/s(=N・s/m)となり、正答は2番。
【各選択肢の解説】
(選択肢はOCRで指数表記が失われているが、正しい次元は kg・s⁻¹)
1. kg・s(≠kg・s⁻¹)
❌ 誤り。次元が合わない。
❌ 誤り。次元が合わない。
2. kg・s⁻¹(kg/s)
✅ 正しい。c=F/v=(kg・m・s⁻²)/(m・s⁻¹)=kg・s⁻¹。
✅ 正しい。c=F/v=(kg・m・s⁻²)/(m・s⁻¹)=kg・s⁻¹。
3. kg・m・s 系(誤った指数)
❌ 誤り。力と速度の商にならず次元が合わない。
❌ 誤り。力と速度の商にならず次元が合わない。
4. kg・m・s 系(誤った指数)
❌ 誤り。次元が合わない。
❌ 誤り。次元が合わない。
5. kg・s 系(誤った指数)
❌ 誤り。次元が合わない。
❌ 誤り。次元が合わない。
【試験対策ポイント】
次元解析の基本(SI基本単位で分解):
- 力 F = ma → kg・m・s⁻²(N)
- 速度 v → m・s⁻¹
- ダンパ定数 c = F/v → kg・s⁻¹(N・s/m)
- ばね定数 k = F/x → kg・s⁻²(N/m)
- 質量 m → kg
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