第35回 臨床工学技士国家試験 午後 第85問

材料力学の量の定義と単位を問う。骨のヤング率は筋よりはるかに大きく（ｄ）、粘性率の単位はPa·s（ｅ）である。

【各選択肢の解説】

ａ．ポアソン比は「縦ひずみ/横ひずみ」である。
❌ 誤り。分子と分母が逆。正しくはポアソン比＝横ひずみ／縦ひずみ（の大きさ）で、等方性材料では0～0.5の値をとる。

ｂ．摩擦係数の単位はm/s である。
❌ 誤り。正しくは摩擦係数μ＝摩擦力／垂直抗力で、力÷力なので単位のない量（無次元）である。

ｃ．せん断ひずみとせん断応力は等しい。
❌ 誤り。正しくはせん断応力＝横弾性係数（剛性率）G×せん断ひずみで、比例するが等しくはない。応力の単位はPa、ひずみは無次元で、量の種類も違う。

ｄ．骨のヤング率は筋肉より大きい。
✅ 正しい。骨（皮質骨）のヤング率は約10～20 GPaで、軟らかい筋より桁違いに大きい（硬い）。

ｅ．粘性率の単位はPa・s である。
✅ 正しい。粘性率η＝せん断応力［Pa］／ずり速度［1/s］なので、単位はPa·sである。

【試験対策ポイント】