第50回 理学療法士国家試験 午後 第19問
運動学第50回午後
第50回 理学療法士国家試験 午後 第19問(運動学)の正答は 4 です。図はAを支点とするてこで、A-B間3cm、B-C間15cm、B点に60kg重の錘が下向きに、C点に上向きの力Fが働きます。
問題
てこを図に示す。Aを支点とした棒のB点から60kg重の錘を糸で垂らした。棒を水平に支えるためにC点にかかる力F(N)はどれか。ただし、1Nを100g重とし、棒と糸の質量は無視できるものとする。
- 1. 60 N
- 2. 80 N
- 3. 90 N
- 4. 100 N ✓
- 5. 120 N
正答:4番
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解説
■ 正答:4番 — 100 N
図はAを支点とするてこで、A-B間3cm、B-C間15cm、B点に60kg重の錘が下向きに、C点に上向きの力Fが働きます。支点Aまわりのモーメントのつり合いを立てて計算します。
A-B=3cm、A-C=3+15=18cm。
モーメントのつり合い:F×18 = 60kg重×3。
F = 180/18 = 10kg重。
題意より1N=100g重=0.1kg重なので、10kg重 = 10/0.1 = 100N。
【各選択肢の解説】
1. 60 N
❌ 誤り。腕の長さ(A-B=3、A-C=18)を正しく反映していない計算で過小評価です。
❌ 誤り。腕の長さ(A-B=3、A-C=18)を正しく反映していない計算で過小評価です。
2. 80 N
❌ 誤り。モーメントのつり合いの距離設定が誤っています。
❌ 誤り。モーメントのつり合いの距離設定が誤っています。
3. 90 N
❌ 誤り。距離比(3:18)の取り違えによる誤答です。
❌ 誤り。距離比(3:18)の取り違えによる誤答です。
4. 100 N
✅ 正しい。F×18=60×3 より F=10kg重、単位換算で1kg重=10N(1N=0.1kg重)から100Nとなります。
✅ 正しい。F×18=60×3 より F=10kg重、単位換算で1kg重=10N(1N=0.1kg重)から100Nとなります。
5. 120 N
❌ 誤り。距離をB-C(15cm)で計算するなど腕の長さの誤りによる過大評価です。
❌ 誤り。距離をB-C(15cm)で計算するなど腕の長さの誤りによる過大評価です。
【試験対策ポイント】
てこの計算は支点まわりのモーメント=力×支点からの距離のつり合いで解きます。
- 支点Aから錘までの距離=A-B=3cm
- 支点Aから力Fまでの距離=A-C=A-B+B-C=18cm
- つり合い:F×18=60kg重×3 → F=10kg重
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