消防設備士 乙種第1類 基礎的知識（機械・電気） 練習問題 第52問: パスカルの原理を利用した油圧装置において、断面積 5 cm² の小ピストンに 200 N の力を加えた。断面積 100 cm² の大ピストンが押し上げる力として

正解: 4. 4,000 N

パスカルの原理により、密閉された流体内の圧力はどこでも等しくなります。小ピストンが流体に加える圧力は P = F₁/A₁ = 200 N ÷ 5 cm² = 40 N/cm² です。大ピストンが受ける力はこの圧力に大ピストンの断面積を掛けて、F₂ = P × A₂ = 40 N/cm² × 100 cm² = 4,000 N となります。すなわち力は断面積の比（100/5 = 20倍）だけ増幅されます。40 N は圧力の数値をそのまま力とした誤り、10 N は面積比を逆にとって F₂ = F₁ × A₁/A₂ = 200 × 5/100 と計算した誤り、1,000 N は圧力を求めずに力と小ピストンの断面積を掛けた（200 × 5）誤り、10,000 N も計算過程を誤った値です。このように小さな力で大きな力を得られる反面、大ピストンの移動距離は小ピストンの 1/20 になり、仕事の量そのものは増えません。

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