PTカコモン理学療法士国家試験 過去問・解説

第51回 理学療法士国家試験 午前 第69問

運動学第51回午前

第51回 理学療法士国家試験 午前 第69問（運動学）の正答は 2 です。輪軸は同じ軸に固定された大小の輪で、てこと同じく「力×半径」のつり合いで考える。

問題
図のような輪軸を利用して、力Fで18kgの物体を引き上げた(ひもの摩擦と重さは無視できるものとする)。ひもを引く最小限の力Fはどれか。ただし、100gの物体を引き上げるのに必要な力を1Nとする。
第51回午前第69問 図
  1. 1. 20N
  2. 2. 60N ✓
  3. 3. 180N
  4. 4. 540N
  5. 5. 1,620N

正答：2番

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この問題の正答率（PTカコモン利用者の実データ）

初回正答率 55.6%参考値

27人の初回解答から算出（2026年10月21日時点）。母数が少ないため参考値です

同じ利用者の2回目以降の解答は除外しています（再挑戦を含めると正答率は実力より高く出るため）。国家試験の公式発表値ではなく、PTカコモンで実際に解かれた記録にもとづく数値です。

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解説
■ 正答：2番 — 60N

輪軸は同じ軸に固定された大小の輪で、てこと同じく「力×半径」のつり合いで考える。図では、18kgの物体のひもは半径15cmの小さい輪に、力Fのひもは半径45cmの大きい輪に掛かっている。

まず物体の重さを力に直す：18kg＝18,000g、100gで1Nなので 18,000÷100＝180N。
つり合い：F×45cm＝180N×15cm
F＝180×15÷45＝2,700÷45＝60N

【各選択肢の解説】

1. 20N
❌ 誤り。180×(15/45)×(15/45)＝20で、半径の比を2回掛けた値である。正しくは、比は1回だけ掛けて 180×15/45＝60N となる。
2. 60N
✅ 正しい（＝正答）。力を掛ける半径（45cm）が物体の半径（15cm）の3倍なので、必要な力は物体の重さ180Nの1/3で済む。
3. 180N
❌ 誤り。物体の重さそのもので、輪軸を使わずに直接引き上げる場合の力である。正しくは、半径の比で1/3になり60Nとなる。
4. 540N
❌ 誤り。180×45/15＝540で、半径の比を逆に掛けた値である。正しくは、大きい輪に力を掛けるので力は小さくなり、180×15/45＝60N となる。
5. 1,620N
❌ 誤り。180×(45/15)×(45/15)＝1,620で、逆の比を2回掛けた値である。正しくは 60N となる。

【試験対策ポイント】

  • つり合い：力F×Fの半径＝荷重×荷重の半径
  • 大きい輪に力を掛けるほど小さい力で済む（そのぶん引く長さは長くなる）
  • 単位の換算（本問は100g＝1N）を先に済ませてから比を掛ける
  • 誤答は「比を逆に掛ける」「比を2回掛ける」で作られている
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ST-Toolbox編集部（リハビリテーション領域の国家資格を持つ現役専門職が運営）が、理学療法士領域の有資格者の知見と標準的な教科書・ガイドラインに基づいて作成・点検しています。解説の下書きにはAIを活用し、人が確認・点検したうえで公開しています。

それでも誤りが残ることがあります。「おかしいな」と思ったらお問い合わせから気軽に教えてください。確認のうえ修正し、皆さんと一緒に解説を育てていきます。

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