第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第80問
医用機械工学第39回午後
第39回 臨床工学技士国家試験 午後 第80問（医用機械工学）の正答は 1 です。摩擦を無視できるので運動エネルギーがすべて位置エネルギーに変わる。
問題
図のように7 m/s の速さで滑ってきた質量2 kg の物体が傾斜角30°の斜 面を登って行った。最高点に達したときの高さH［m］に最も近いのはどれか。 ただし、水平面および斜面での摩擦は無視できるものとし、重力加速度の大きさ を9.8 m/s2 とする。 H 30° 7 m/s 2 kg
- 1. 2.5 ✓
- 2. 5
- 3. 10
- 4. 20
- 5. 25
正答：1番
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解説
■ 正答：1番 — 2.5
摩擦を無視できるので運動エネルギーがすべて位置エネルギーに変わる。(1/2)mv² ＝ mgH より H ＝ v²/(2g) ＝ 7²/(2×9.8) ＝ 49/19.6 ＝ 2.5 m。斜面の傾斜角は最高点の高さには無関係。
【各選択肢の解説】
1. 2.5
✅ 正しい。エネルギー保存則から算出。
✅ 正しい。エネルギー保存則から算出。
2. 5
❌ 誤り。
❌ 誤り。
3. 10
❌ 誤り。
❌ 誤り。
4. 20
❌ 誤り。
❌ 誤り。
5. 25
❌ 誤り。v²＝49をそのまま高さとみなす等の誤り。
❌ 誤り。v²＝49をそのまま高さとみなす等の誤り。
計算：
(1/2)mv² ＝ mgH
H ＝ v²/(2g) ＝ 49/(2×9.8) ＝ 49/19.6 ＝ 2.5 [m]
【試験対策ポイント】
- 力学的エネルギー保存（摩擦なし）：運動エネルギー(1/2)mv² ⇔ 位置エネルギーmgh。
- 到達高さ H＝v²/(2g) は質量にも斜面角にも依存しない（v＝7、g＝9.8で2.5 m）。
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