高圧ガス製造保安責任者 乙種機械 学識 練習問題 第3問: 内径200 mmのシリンダ内で、ピストンの受圧面にゲージ圧力1.0 MPaの気体の圧力が一様に働いている。ピストンを押す正味の力（反対側の大気圧の分を差し引いた

ピストンを押す正味の力は約31.4 kNです。力は圧力×受圧面積で、受圧面積は内径dを使ってA＝πd²/4です。

d＝200 mm＝0.2 mなので、A＝3.14×0.2×0.2÷4＝0.0314 m²となり、ゲージ圧力1.0 MPa＝1.0×10⁶ Paを掛けてF＝1.0×10⁶×0.0314＝31,400 N＝31.4 kNです。ゲージ圧力で計算すると、ピストンの反対側に働く大気圧の分を差し引いた正味の力が得られます。

「125.6 kN」は内径0.2 mを半径としてπr²で面積を求めた値で、正しい値の4倍です。「62.8 kN」はπd²を4ではなく2で割った値です。

「40.0 kN」は面積を円ではなく一辺dの正方形（d²）とした値です。「12.6 kN」は内径を半径としてπr²で面積を求め（0.1256 m²）、さらに1 MPaを100 kPaと取り違えて1.0×10⁵ Paを掛けた値です。

したがって、ピストンを押す正味の力は約31.4 kNです。