力学

物体の重心又は安定に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：直方体の物体の置き方を変える場合、物体の面積の底面積が大きくなるほど安定性（すわり）は良くなる。

２：重心は、どのような形状の物体でも必ずその物体の内部にある。

３：物体の重心は、ただ一つの点である。

４：物体を1本のひもでつったとき、重心はつった点を通る鉛直線上にある。

５：水平面上に置いた直方体の物体を手で傾けた場合、重心からの鉛直線がその物体の底面を通るときは、手を離すとその物体は元の位置に戻る。

解答と解説

次の文中の[　　]内に入れるA及びBの語句の組合せとして、正しいものは１～５のうちどれか。

「荷を巻下げしているときに急制動したり、玉掛け用ワイヤロープが[　A　]状態から全速で荷を巻上げしたりすると、玉掛け用ワイヤロープに、つり荷による荷重よりはるかに大きな荷重が作用することがある。このような荷重を[　B　]という。」

１：A=緩んでいる　B=せん断荷重

２：A=緩んでいる　B=衝撃荷重

３：A=緊張した　B=切断荷重

４：A=緊張した　B=引張荷重

５：A=緊張した　B=曲げ荷重

解答と解説

物体の質量又は比重に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：銅1m³の質量は、およそ8.9tである。

２：物体の質量と、その物体と同じ体積の4℃の純水の質量との比をその物体の比重という。

３：アルミニウムの比重は、およそ1.4である。

４：平地でも高い山においても、同一の物体の質量は変わらない。

５：鋼1m³の質量と水7.8m³の質量は、ほぼ同じである。

解答と解説

力に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：一つの物体に大きさの異なる複数の力が作用して物体が動くとき、その物体は最も大きい力の方向に動く。

２：物体に作用する一つの力を、互いにある角度を持つ二つ以上の力に分けることを力の分解という。

３：一直線上に作用する二つの力の合力の大きさは、それらの和又は差で示される。

４：力のモーメントの大きさは、力の大きさと腕の長さの積で求められる。

５：力の作用と反作用とは、同じ直線状で作用し、大きさが等しく、向きが反対である。

解答と解説

材料（軟鋼）の強さ、応力に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：材料に力を加えて変形した場合、変形した量の元の量（原形）に対する割合をひずみという。

２：材料に荷重が作用し、伸びたり、縮んだりして形が変わることを変形という。

３：材料に圧縮荷重をかけると、材料の内部に圧縮応力が生じる。

４：材料に作用するせん断荷重をF、材料の断面積をAとすれば、せん断応力Tは、T=F/Aで求められる。

５：ドラムに巻き取られたワイヤロープに生じる曲げ応力は、ドラムの径が大きいほど大きくなる。

解答と解説

物体の運動に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：物体の運動の速い遅いの程度を示す量を速さといい、単位時間に物体が移動した距離で表す。

２：物体が円運動をしているとき、遠心力は、物体の質量が大きいほど大きくなる。

３：物体の速度が10秒間に10m/sから35m/sになったときの加速度は25m/s²である。

４：運動している物体には、外部から力が作用しなければ永久に同一の運動を続けようとする性質がある。

５：運動している物体の運動の方向を変えるのに要する力は、物体の質量が大きいほど大きくなる。

解答と解説

図のような「てこ」において、A点に力を加えて、質量60kgの荷を持ち上げるとき、これを支えるために必要な力Pは、１～５のうちどれか。ただし、重力の加速度は9.8m/s²とし、「てこ」及びワイヤロープの質量は考えないものとする。

１：147N

２：147kN

３：196N

４：196kN

５：294N

解答と解説

図のように質量36tの荷を4本の玉掛け用ワイヤロープを用いてつり角度90°でつるとき、使用することができるワイヤロープの最小径は１～５のうちどれか。ただし、重力の加速度は9.8m/s²、ワイヤロープの切断荷重はそれぞれに記載したとおりとし、また、4本のワイヤロープには均等に荷重がかかり、ワイヤロープの質量は考えないものとする。

１：ワイヤロープの直径（mm）=32　切断荷重（kN）=544

２：ワイヤロープの直径（mm）=36　切断荷重（kN）=688

３：ワイヤロープの直径（mm）=40　切断荷重（kN）=850

４：ワイヤロープの直径（mm）=44　切断荷重（kN）=1030

５：ワイヤロープの直径（mm）=48　切断荷重（kN）=1220

解答と解説

図のように、水平な床面に置いた質量100kgの物体を床面に沿って引っ張るとき、動き始める直前の力Fの値に最も近いものは、１～５のうちどれか。ただし、接触面の静止摩擦係数は、0.3とする。

１：30N

２：149N

３：294N

４：392N

５：490N

解答と解説

図のような組合せ滑車を用いて質量24tの荷をつり上げるとき、これを支えるために必要な力Fは１～５のうちどれか。ただし、重力の加速度は9.8m/s²とし、滑車及びワイヤロープの質量、摩擦等は考えないものとする。

１：9.8kN

２：19.1kN

３：39.2kN

４：58.8kN

５：78.4kN

解答と解説