第35回 臨床工学技士国家試験 午後 第82問
医用機械工学第35回午後
第35回 臨床工学技士国家試験 午後 第82問（医用機械工学）の正答は 3 です。パスカルの原理：閉じ込めた液体の一点に加えた圧力は、液体のすべての部分に等しく伝わる。
問題
図のように太さの違うU 字形の器に水を入れ、その水を閉じ込めるようにA とB の2 つのピストンをつける。A に力を加えてB に載せた物体を持ち上げるとき、必要となる最小限の力の大きさF［N］に最も近いのはどれか。
ただし、ピストンの質量や摩擦抵抗は無視できるものとする。
- 1. 2.5
- 2. 10
- 3. 25 ✓
- 4. 100
- 5. 400
正答：3番
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解説
■ 正答：3番 — 25
パスカルの原理：閉じ込めた液体の一点に加えた圧力は、液体のすべての部分に等しく伝わる。図ではA・Bのピストンは同じ高さなので、両側の圧力は等しく、F/A_A＝mg/A_Bとなる。
【各選択肢の解説】
途中式：Bにかかる重力 mg＝10 kg×9.8 m/s²＝98 N
F＝98 N×（100 cm²／400 cm²）＝98×0.25＝24.5 N≒25 N
1. 2.5
❌ 誤り。質量10 kgをそのまま力として10×0.25とした値（重力加速度の掛け忘れ）。正しくは10×9.8＝98 Nに面積比を掛けて約25 N。
❌ 誤り。質量10 kgをそのまま力として10×0.25とした値（重力加速度の掛け忘れ）。正しくは10×9.8＝98 Nに面積比を掛けて約25 N。
2. 10
❌ 誤り。正しくは98 Nに面積比100/400を掛けた約25 N。
❌ 誤り。正しくは98 Nに面積比100/400を掛けた約25 N。
3. 25
✅ 正しい（＝正答）。断面積が1/4のAでは、Bの荷重の1/4の力でつり合う。
✅ 正しい（＝正答）。断面積が1/4のAでは、Bの荷重の1/4の力でつり合う。
4. 100
❌ 誤り。面積比を掛けずに荷重98 Nをそのまま答えた値。正しくは面積比1/4を掛けて約25 N。
❌ 誤り。面積比を掛けずに荷重98 Nをそのまま答えた値。正しくは面積比1/4を掛けて約25 N。
5. 400
❌ 誤り。面積比を逆（400/100）に掛けた値（98×4＝392 N）。正しくは小さいピストンに必要な力は小さく、約25 N。
❌ 誤り。面積比を逆（400/100）に掛けた値（98×4＝392 N）。正しくは小さいピストンに必要な力は小さく、約25 N。
【試験対策ポイント】
- 圧力が等しい：F_A/A_A＝F_B/A_B → 力の比＝面積の比
- 小さいピストンに小さい力で、大きいピストンの大きい荷重を支えられる（油圧ジャッキ）
- 質量［kg］は×9.8で重さ［N］に直す
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