力学

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、同じ直線上で作用し、大きさが等しく、向きが反対である。

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：比重とは、ある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の値をいう。

２：全体が均質な球体で、比重が1より大きい物体は水に沈む。

３：アルミニウムの丸棒が、その長さは同じで、直径が3倍になると、質量は9倍になる。

４：物体の質量をW、その体積をVとすれば、物体の単位体積当たりの質量dは、d＝W/Vで求められる。

５：鋳鉄1m³の質量は、およそ2.7tである。

解答と解説

物体の重心に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：物体は、一般に、重心が低く、底面が広い方が安定性が良い。

２：重心は、物体の形によっては必ずしも物体内部にあるとは限らない。

３：同じ物体でも、その置き方によって床面からの重心の高さが変わることがある。

４：物体を一点づりすると、その重心は必ずつった点を通る鉛直線上にある。

５：物体を少し傾けた場合に、重心を通る鉛直線が物体の底面より外側にあれば、物体は倒れない。

解答と解説

天井クレーンが図のような位置で荷をつったところ、両側のレールにかかる力がそれぞれ294kNと196kNであった。このとき、レール間の距離Lと荷の質量Wの組合せとして、正しいものは１～５のうちどれか。
ただし、重力の加速度は9.8m/s²とし、ガーダ、クラブトロリ等の質量は考えないものとする。

１：L=10m　W=30kg

２：L=10m　W=50kg

３：L=10m　W=50t

４：L=12m　W=50kg

５：L=12m　W=30t

解答と解説

物体に働く摩擦力に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：静止摩擦力は、物体の接触面に作用する垂直力の大きさと接触面積の大きさに比例する。

２：静止摩擦力は、物体に徐々に力を加えて物体が接触面にそって動き出す瞬間に最大となる。

３：物体に働く運動摩擦力は、最大静止摩擦力より小さい。

４：物体が転がって動くときに働く摩擦力を転がり摩擦力という。

５：転がり摩擦力は、一般に滑り摩擦力に比べると小さい。

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表す量を速さといい、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、また、速く回っているほど大きくなる。

３：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

材料（軟鋼）の強さに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：安全な静荷重より小さな荷重であっても、くり返し負荷すると、材料は疲労破壊することがある。

２：材料に荷重をかけると荷重に応じて変形が生じるが、荷重がごく小さい間は荷重を取り除くと元の形に戻る。

３：引張試験において、材料（試験片）にかけることができる最大の荷重を材料の原断面積で割った値を引張強さという。

４：材料に引張荷重や圧縮荷重が作用し、材料が伸びたり、縮んだりして形の変わることを弾性限度という。

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

解答と解説

荷重に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：クレーンの巻上げドラムの軸には、主に、圧縮荷重がかかる。

２：クレーンのシーブを通る巻上げ用ワイヤロープには、曲げ荷重と引張荷重がかかる。

３：天井クレーンのガーダには、主に、曲げ荷重がかかる。

４：繰返し荷重のうち、力の向きと大きさが時間とともに変わる荷重を両振り荷重という。

５：衝撃荷重は、極めて短時間に急激に力が加わる荷重である。

解答と解説

図のように質量30tの荷を、4本の玉掛け用ワイヤロープを用いてつり角度60°でつるとき、使用することができる最小径のワイヤロープは、次のうちどれか。
ただし、4本のワイヤロープには均等に荷重がかかるものとし、また、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する。

１：ワイヤロープの直径（mm）=28　切断荷重（kN）=359

２：ワイヤロープの直径（mm）=30　切断荷重（kN）=412

３：ワイヤロープの直径（mm）=32　切断荷重（kN）=469

４：ワイヤロープの直径（mm）=36　切断荷重（kN）=593

５：ワイヤロープの直径（mm）=40　切断荷重（kN）=732

解答と解説

図のような組合せ滑車を用いて、質量Wの荷をつり上げるとき、これを支えるために必要な力Fを求める式として、誤っているものは次のうちどれか。
ただし、gは重力の加速度とし、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：

２：

３：

４：

５：

解答と解説