第35回 臨床工学技士国家試験 午前 第80問
医用機械工学第35回午前
第35回 臨床工学技士国家試験 午前 第80問(医用機械工学)の正答は 4 です。回転モーメント=力×支点から力の作用線までの水平距離。
問題
長さ1.0 m の質量を無視できる棒がある。棒の中点を支点(回転軸)とし て、鉛直面内で自由に回転できるようにした。図のように、棒の片端に質量100 g の重りを取りつけ、棒を水平面から60°傾けたときに、棒に働く回転モーメントの およその大きさ[Nm]はどれか。
- 1. 0.025
- 2. 0.05
- 3. 0.1
- 4. 0.25 ✓
- 5. 0.5
正答:4番
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解説
■ 正答:4番 — 0.25
回転モーメント=力×支点から力の作用線までの水平距離。重り100 g=0.1 kg、重力F≒0.1×9.8≒0.98 N(≒1 N)。腕の長さは棒中点から端まで0.5 m。棒を水平から60°傾けると、鉛直下向きの重力に対する水平距離=0.5×cos60°=0.5×0.5=0.25 m。
モーメント=0.98 N×0.25 m≒0.245≒0.25 Nm となる。
【各選択肢の解説】
1. 0.025
❌ 誤り。桁が違う。
❌ 誤り。桁が違う。
2. 0.05
❌ 誤り。
❌ 誤り。
3. 0.1
❌ 誤り。
❌ 誤り。
4. 0.25
✅ 正しい。約0.245 Nm。
✅ 正しい。約0.245 Nm。
5. 0.5
❌ 誤り。cos60°を掛け忘れた(棒が水平のときの値)。
❌ 誤り。cos60°を掛け忘れた(棒が水平のときの値)。
【試験対策ポイント】
モーメント=F×腕の長さ×cosθ(θは水平からの傾き)。重力は鉛直方向なので、水平方向の距離成分を掛ける。g≒9.8 m/s2、100 g→約1 N。傾き0°で最大、90°(鉛直)で0。
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