第32回 臨床工学技士国家試験 午後 第85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85問（医用機械工学）の正答は 3 です。ヤング率＝応力（Pa）÷ ひずみ（長さ÷長さ＝無次元）なので、単位は応力と同じ Pa。
問題
正しいのはどれか。
- 1. 粘性流体のずり速度のSI 単位はm/s である。
- 2. 生体軟組織のポアソン比はおよそ1.0 である。
- 3. 縦弾性率を表すヤング率の単位はPa である。 ✓
- 4. 腱より筋のヤング率は大きい。
- 5. 動脈血管の円周方向の最大変形は20 ％程度である。
正答：3番
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解説
■ 正答：3番 — 縦弾性率を表すヤング率の単位はPa である。
ヤング率＝応力（Pa）÷ ひずみ（長さ÷長さ＝無次元）なので、単位は応力と同じ Pa。ほかの選択肢は単位・数値・大小の取り違え。
【各選択肢の解説】
1. 粘性流体のずり速度のSI 単位はm/s である。
❌ 誤り。ずり速度は速度の勾配（速度 ÷ 距離）＝（m/s）÷ m。正しくは、単位は s⁻¹（1/s）。
❌ 誤り。ずり速度は速度の勾配（速度 ÷ 距離）＝（m/s）÷ m。正しくは、単位は s⁻¹（1/s）。
2. 生体軟組織のポアソン比はおよそ1.0 である。
❌ 誤り。軟組織は水分が多くほとんど体積が変わらない（非圧縮性）。正しくは、ポアソン比はおよそ0.5（等方性材料の上限値）。
❌ 誤り。軟組織は水分が多くほとんど体積が変わらない（非圧縮性）。正しくは、ポアソン比はおよそ0.5（等方性材料の上限値）。
3. 縦弾性率を表すヤング率の単位はPa である。
✅ 正しい（＝正答）。応力（Pa）をひずみ（無次元）で割るので、単位はPaのまま残る。
✅ 正しい（＝正答）。応力（Pa）をひずみ（無次元）で割るので、単位はPaのまま残る。
4. 腱より筋のヤング率は大きい。
❌ 誤り。腱はコラーゲン線維が並んだ硬い組織で、筋は軟らかい。正しくは、腱の方が筋よりヤング率が大きい。
❌ 誤り。腱はコラーゲン線維が並んだ硬い組織で、筋は軟らかい。正しくは、腱の方が筋よりヤング率が大きい。
5. 動脈血管の円周方向の最大変形は20 ％程度である。
❌ 誤り。「最大変形」をどう読んでも20％程度という値には当たらない。正しくは、拍動による円周方向の伸び（ひずみ）は20％より小さい範囲にとどまり、壊れるまで引き伸ばしたときの伸びは20％を大きく超える。動脈壁は小さな伸びでは軟らかく、大きく伸びるほど硬くなる（非線形の弾性）のが特徴である。
❌ 誤り。「最大変形」をどう読んでも20％程度という値には当たらない。正しくは、拍動による円周方向の伸び（ひずみ）は20％より小さい範囲にとどまり、壊れるまで引き伸ばしたときの伸びは20％を大きく超える。動脈壁は小さな伸びでは軟らかく、大きく伸びるほど硬くなる（非線形の弾性）のが特徴である。
【試験対策ポイント】
| 量 | 定義 | 単位 |
|---|---|---|
| 応力 | 力 ÷ 断面積 | Pa |
| ひずみ | 変形量 ÷ 元の長さ | 無次元 |
| ヤング率 | 応力 ÷ ひずみ | Pa |
| ずり速度 | 速度 ÷ 距離 | s⁻¹ |
| 粘度 | ずり応力 ÷ ずり速度 | Pa・s |
| ポアソン比 | 横ひずみ ÷ 縦ひずみ | 無次元（軟組織 ≒ 0.5） |
- ヤング率の大小：骨 ＞ 腱 ＞ 筋・軟部組織
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