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長さ0.5mの棒の一端Oを回転軸とし、他端に40Nの力を、棒とのなす角が30°となる向きに加えた。この力による点Oまわりの力のモーメントの大きさとして、正しいものはどれか。
解説: 力のモーメントMは、力の大きさFと、回転軸から力の作用線までの距離(うでの長さ)dの積で表される(M = F × d、単位はN・m)。力が棒と30°の角をなすとき、点Oから力の作用線までの距離は d = 0.5m × sin30° = 0.25m となる。よって M = 40N …
関連キーワード: 力のモーメント・作用線・回転軸・N・m
一定質量の気体が、絶対圧力0.1MPa、温度27℃で体積6.0Lを占めている。この気体を絶対圧力0.3MPa、温度327℃にしたときの体積として、正しいものはどれか。
解説: ボイル・シャルルの法則により、一定質量の気体では P × V / T が一定である(Tは絶対温度)。27℃は300K、327℃は600Kなので、V2 = 6.0L × (0.1 / 0.3) × (600 / 300) = 4.0L となり、1が正しい。圧力が3倍になると体積は3…
関連キーワード: ボイル・シャルルの法則・絶対温度・絶対圧力・体積
金属材料のうち、アルミニウム(純アルミニウム)の融点として、最も近いものはどれか。
解説: 純アルミニウムの融点は約660℃(660.3℃)である。主な金属材料の融点は、鉛が約330℃(327.5℃)、アルミニウムが約660℃、銅が約1,085℃(1,084.6℃)、鉄が約1,540℃(1,538℃)で、アルミニウムの融点は鉄や銅よりかなり低く、鉛よりは高い。よって1が…
関連キーワード: アルミニウム・融点・金属材料・比重
パスカルの原理に関する記述として、最も適切なものはどれか。
解説: パスカルの原理とは、密閉容器内の流体(液体)の一部に圧力を加えると、その圧力は流体のすべての部分に等しい大きさで伝わるという原理である。油圧装置や蓄圧式消火器の加圧原理にも関連する。選択肢2は容器の形状に関わらず等しく伝わるため誤り。選択肢3は底面からの距離に関係なく各部に同じ大…
関連キーワード: パスカルの原理・圧力・流体
金属の腐食に関する記述として、誤っているものはどれか。
解説: 鉄と銅では鉄の方がイオン化傾向が大きいため、鉄の方が先に腐食される。したがって選択肢2は誤り。選択肢3は正しく、異種金属接触腐食(ガルバニック腐食)は代表的な電気化学的腐食である。選択肢4は正しく、イオン化傾向の大きい金属が陽極(アノード)となり優先的に腐食される。選択肢1は正し…
関連キーワード: 腐食・ガルバニック腐食・イオン化傾向・防食
長さ2mの鋼棒に、比例限度内で100N/mm²の引張応力が生じている。鋼の縦弾性係数を2.0×10⁵N/mm²とするとき、この鋼棒の伸びとして正しいものはどれか。
解説: 比例限度内では、応力σはひずみεに比例する(フックの法則 σ = E × ε、Eは縦弾性係数)。ひずみは ε = σ / E = 100 / (2.0×10⁵) = 5.0×10⁻⁴ となる。ひずみは元の長さに対する伸びの割合なので、伸びは 5.0×10⁻⁴ × 2,000mm …
関連キーワード: フックの法則・応力・ひずみ・縦弾性係数・比例限度
重さ1,000Nの物体を、底面積50cm²の面を下にして水平な床に置いた。床が受ける平均の圧力として、正しいものはどれか。
解説: 圧力は単位面積あたりに働く力の大きさで、P = F / A で表される(単位はPa(パスカル)= N/m²)。50cm² = 50×10⁻⁴m² = 0.005m² なので、P = 1,000N ÷ 0.005m² = 200,000Pa = 0.2MPa となり、1が正しい(1…
関連キーワード: 圧力・パスカル・単位面積・MPa
長さ1.0mの棒の一端を支点とし、支点から0.2mの位置に250Nの荷重をつるした。棒の他端に鉛直上向きの力を加えて棒を水平に保つとき、必要な力の大きさとして正しいものはどれか。ただし、棒の質量は無視する。
解説: てこのつり合いでは、支点のまわりの力のモーメント(力×支点からの距離)が左回りと右回りで等しくなる。この棒は支点が一端にあり、荷重をつるした点が支点と力点の間にある。荷重によるモーメントは250N×0.2m=50N・mで、力点は支点から1.0mの位置なので、必要な力は50N・m÷…
関連キーワード: てこ・力のモーメント・支点・力点
金属の熱処理に関する記述として、誤っているものはどれか。
解説: 焼き入れは金属を高温に加熱した後急冷することで硬さ(硬度)を増加させる処理である。したがって「硬さが低下する」という選択肢3は誤り。ただし焼き入れ単独では脆くなるため、その後に焼き戻し処理を施して靭性を回復させることが多い。選択肢4は焼き入れの正しい説明。選択肢1は焼きなましの正…
関連キーワード: 熱処理・焼き入れ・焼きなまし・焼き戻し・硬化
温度を一定に保ったまま、大気圧 (0.1MPa) のもとで体積3.0Lの空気を、圧力計の指示 (ゲージ圧力) が0.5MPaになるまで圧縮した。このときの空気の体積として、正しいものはどれか。
解説: ボイルの法則 (温度一定のとき P₁V₁=P₂V₂) では、圧力に絶対圧力を用いる。絶対圧力=ゲージ圧力+大気圧なので、圧縮前は0.1MPa、圧縮後は0.5+0.1=0.6MPaである。V₂=0.1×3.0÷0.6=0.5Lとなる (4が正しい)。ゲージ圧力の0.5MPaをそのま…
関連キーワード: ボイルの法則・ゲージ圧力・絶対圧力・大気圧・蓄圧式消火器
2条ねじのボルトにナットをはめ、ナットを4回転させたところ、ナットはボルトの軸方向に10mm移動した。このねじのピッチとして、正しいものはどれか。
解説: ねじを1回転させたときに軸方向に進む距離をリード、隣り合うねじ山の間隔をピッチといい、多条ねじではリード=条数×ピッチの関係がある。ナットは4回転で10mm移動したので、リードは10mm÷4=2.5mmである。2条ねじなので、ピッチは2.5mm÷2=1.25mmとなり、4が正しい…
関連キーワード: ピッチ・リード・多条ねじ・ナット
軟鋼の試験片(試験前の断面積250mm²)を引張試験したところ、最大荷重は100kN、破断したときの荷重は90kNで、破断後のくびれた部分の断面積は80mm²であった。この材料の引張強さとして、正しいものはどれか。
解説: 引張強さは、引張試験で材料が耐えた最大荷重を、試験前の断面積(原断面積)で割った応力である。100kN=100,000Nなので、100,000N÷250mm²=400N/mm²となり、2が正しい。1の1,125N/mm²は破断したときの荷重90kNを破断後の断面積80mm²で割っ…
関連キーワード: 引張強さ・引張試験・原断面積・くびれ
一定質量の気体を、圧力を一定に保ったまま91℃から455℃まで加熱した。加熱前の体積が4Lのとき、加熱後の体積として正しいものはどれか。
解説: シャルルの法則により、圧力が一定のとき、一定質量の気体の体積は絶対温度に比例する(V₁/T₁=V₂/T₂)。絶対温度は摂氏温度に273を加えて求めるので、91℃は364K、455℃は728Kである。V₂=4L×728K÷364K=8Lとなり、1が正しい。2の20Lは摂氏温度のまま…
関連キーワード: シャルルの法則・絶対温度・体積・圧力
溶接欠陥に関する記述として、誤っているものはどれか。
解説: 日本溶接協会の接合・溶接技術Q&A(Q-05-01-05)によると、低温割れは溶接後に冷えてから発生する割れで、その要因は硬化組織、水素及び引張り応力の3つであり、これらがそろったときに発生するとされる。要因の一つを窒素としている選択肢3が誤り。選択肢1のとおり、ブローホールは窒…
関連キーワード: 溶接欠陥・ブローホール・アンダーカット・低温割れ・オーバーラップ
1点に30Nと40Nの2つの力が働き、2つの力の向きのなす角度が60°である。この2力の合力の大きさとして、正しいものはどれか。
解説: 力の合成では、2つの力F₁、F₂のなす角をθとすると、合力Fの大きさは平行四辺形の法則(余弦定理)からF²=F₁²+F₂²+2F₁F₂cosθで求められる。θ=60°、cos60°=0.5なので、F²=900+1,600+2×30×40×0.5=3,700となり、F=√3,700…
関連キーワード: 力の合成・合力・平行四辺形の法則・余弦定理
パッキンなどのシール材に用いるゴム材料の一般的な性質について、誤っているものはどれか。
解説: シリコーンゴムは、耐熱性・耐寒性に優れ、低温でも柔軟性を保つ一方、引裂き強さや耐摩耗性などの機械的強度は他のゴムより劣る。2は優れる性質と劣る性質が逆になっており誤り。1は正しく、ニトリルゴムは鉱物油に対する耐油性が高く油を扱う部分のシール材に使われるが、耐オゾン性は低い。3は正…
関連キーワード: シール材・ニトリルゴム・シリコーンゴム・フッ素ゴム・耐油性
銅(Cu)の性質として、正しいものはどれか。
解説: 銅(Cu)は湿気、二酸化炭素、酸素が共存する環境では表面に塩基性炭酸銅(緑青、ろくしょう)を生じる。これは長年屋外にさらされた銅製品(屋根・彫刻等)に見られる緑色のさびである。選択肢4は誤りで、銅は磁性体ではなく(非磁性体)、磁石に引き付けられない。選択肢2の銅の比重は約8.9で…
関連キーワード: 銅・緑青・比重・非磁性体
容積が変わらない密閉容器に気体を封入したところ、温度27℃で圧力計の指示(ゲージ圧力)は0.9MPaであった。この容器の温度を57℃にしたときのゲージ圧力として、正しいものはどれか。ただし、大気圧は0.1MPa、絶対温度は摂氏温度に273を加えた値とし、気体は理想気体として扱う。
解説: 体積が一定のとき、一定量の気体の絶対圧力は絶対温度に比例する(ボイル・シャルルの法則で体積を一定とした場合)。計算には、ゲージ圧力に大気圧を加えた絶対圧力と、摂氏温度に273を加えた絶対温度を用いる。初めの絶対圧力は0.9+0.1=1.0MPa、温度は27+273=300K、57…
関連キーワード: 絶対圧力・ゲージ圧力・絶対温度・大気圧・密閉容器
金属の比重(4℃の水の密度を基準とした値)について、正しいものはどれか。
解説: 比重は、物質の密度を4℃の水の密度(約1g/cm³)で割った値で、単位はない。主な金属の比重は、マグネシウムが約1.7、チタンが約4.5、亜鉛が約7.1、ニッケルが約8.9である。よって亜鉛の比重をおよそ7.1とする2が正しい。1は誤りで、チタンの比重は約4.5であり、8.9はニ…
関連キーワード: 比重・密度・チタン・マグネシウム
消火器の本体容器の材料・板厚・耐圧について、消火器の技術上の規格を定める省令の定めとして誤っているものはどれか。
解説: 規格省令第11条により、加圧式(手動ポンプにより作動する水消火器を除く)又は蓄圧式の消火器の本体容器の板厚の下限は、JIS G 3131に適合する材質(又はこれと同等以上の耐食性を有する材質)では内径120mm以上で1.2mm、120mm未満で1.0mm、JIS H 3100若し…
根拠・参照資料: 消火器の技術上の規格を定める省令第6条、第11条、第12条、第45条
関連キーワード: 本体容器・板厚・耐圧試験・腐食試験
熱の伝わり方に関わる物性値や法則について、正しいものはどれか。
解説: 放射(ふく射)では、物体の表面から電磁波(主に赤外線)として熱エネルギーが出され、単位時間に出る量は表面の絶対温度の4乗に比例する(ステファン・ボルツマンの法則)。よって3が正しい。1は誤りで、熱伝導率の単位はW/(m・K)であり、W/(m²・K)は物体の表面と流体の間の熱伝達率…
関連キーワード: 放射・熱伝導率・絶対温度・ステファン・ボルツマンの法則
比熱に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 比熱とは、ある物質1kgの温度を1K(または1℃)上昇させるのに必要な熱量のことで、単位はJ/(kg・K)(ジュール毎キログラム毎ケルビン)である。比熱が大きい物質ほど温まりにくく冷めにくい。選択肢2のN・mは力のモーメントの単位であり比熱の単位ではない。選択肢3は誤りで、水の比…
関連キーワード: 比熱・熱容量・J/(kg・K)・水
大気圧(標準大気圧)に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 標準大気圧は約101,325Pa(101.3kPa ≈ 0.1013MPa)であり、0℃における水銀柱760mm(760mmHg)の圧力に相当する。1気圧(atm)ともいわれる。選択肢3の10kPaは約0.1気圧であり正しくない。標準大気圧は約101.3kPaである。選択肢4は誤…
関連キーワード: 大気圧・標準大気圧・ゲージ圧力・絶対圧力・mmHg
国際単位系(SI)の7つの基本単位に含まれないものはどれか。
解説: SIの基本単位は、長さのメートル(m)、質量のキログラム(kg)、時間の秒(s)、電流のアンペア(A)、熱力学温度のケルビン(K)、物質量のモル(mol)、光度のカンデラ(cd)の7つである。ワット(W)は仕事率(電力)の単位で、1W=1kg・m²/s³のように基本単位を組み合わ…
関連キーワード: 国際単位系・SI・基本単位・組立単位
機械部品の締結に用いるボルトについて、誤っているものはどれか。
解説: メートルねじの呼び径は、おねじの外径(山の径)の基準寸法をmmで表したもので、M12は外径の基準寸法が12mmのねじである。有効径は、ねじ山の幅とねじ溝の幅が等しくなる仮想の円筒の直径で、外径より小さい。よって、呼び径を有効径の基準寸法とする4が誤り。1は正しく、植込みボルトは両…
関連キーワード: 植込みボルト・押えボルト・ばね座金・呼び径
せん断応力に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: せん断応力とは、材料の断面に平行(接線)方向に作用するすべり力(せん断力)を断面積で割った値である(τ = Q/A)。単位は Pa(N/m²)または N/mm²(MPa)。選択肢1は「断面に垂直方向に作用する内力を面積で割った値」は垂直応力(引張応力・圧縮応力)の定義であり、せん…
関連キーワード: せん断応力・せん断力・垂直応力・応力
鋼材の腐食を防ぐめっきと電気防食について、誤っているものはどれか。
解説: 電気防食は、鋼材に電流を流し込んで鋼材を陰極(カソード)にし、腐食を止める方法である。外部電源方式では、直流電源の負極(-)を保護する鋼材に、正極(+)を地中や水中に別に設けた電極に接続するので、正極と負極が逆の3が誤り。1は正しく、亜鉛は鉄よりイオン化傾向が大きく、傷があっても…
関連キーワード: 電気防食・外部電源方式・流電陽極方式・亜鉛めっき・イオン化傾向
ベルヌーイの定理に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: ベルヌーイの定理は、理想流体(非粘性・非圧縮性)の定常流において、流線に沿った各点での位置エネルギー(ρgh)・圧力エネルギー(P)・運動エネルギー(½ρv²)の総和が一定であることを示す法則(P + ½ρv² + ρgh = 一定)。選択肢2は誤りで、ベルヌーイの定理によれば流…
関連キーワード: ベルヌーイの定理・流体・圧力・流速・エネルギー保存
アルミニウムの化学的性質と物性値について、誤っているものはどれか。
解説: アルミニウムの導電率は、焼きなました純銅(国際標準軟銅)を100%とする%IACSでおよそ60%であり、30%とする4は誤り。同じ質量で比べると銅より電気を通しやすいため、送電線などに使われる。1は正しく、アルミニウムは濃硝酸中では表面に緻密な酸化皮膜(不動態皮膜)ができて溶けに…
関連キーワード: アルミニウム・不動態皮膜・両性金属・縦弾性係数・導電率
熱膨張に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 線膨張係数(熱膨張係数)とは、温度が1K(1℃)上昇したときの元の長さに対する伸びの割合(変化率)を表す係数で、単位は 1/K(K⁻¹)である。選択肢3は誤りで、一般に金属は温度が上昇すると膨張し、低下すると収縮する。選択肢1は誤りで、アルミニウムの線膨張係数(約23×10⁻⁶/…
関連キーワード: 熱膨張・線膨張係数・バイメタル・アルミニウム・鉄
水面の高さが一定に保たれている水槽の側面で、水面から5.0m下の位置に小さな穴があいている。この穴から流れ出る水の理論上の速さとして、正しいものはどれか。ただし、重力加速度は9.8m/s²とし、損失は考えないものとする。
解説: トリチェリの定理により、水面から深さhの位置の小さな穴から流れ出る水の理論上の流速vは、v=√(2gh)で表される。これは、水面と穴の出口の間にベルヌーイの定理を当てはめ、水面での流速を0、水面と出口の圧力をともに大気圧として求めたもので、物体が高さhを自由落下したときの速さに等…
関連キーワード: トリチェリの定理・ベルヌーイの定理・流速・重力加速度
物体に力を加えて動かすときの仕事と、物体のもつ力学的エネルギーについて、正しいものはどれか。
解説: 仕事は、物体に加えた力の大きさと、力の向きに物体が動いた距離との積で表される。物体を水平に運ぶとき、重力は鉛直下向きに働き、移動の向きと直角なので、重力がする仕事は0であり、4が正しい。1は誤りで、運動エネルギーは1/2×質量×速さ²で、速さの2乗に比例する。2は誤りで、位置エネ…
関連キーワード: 仕事・運動エネルギー・位置エネルギー・重力・仕事の原理
内径100mmの配管から内径50mmの配管へ、水が管内を満たして流れている。太い配管での流速が3.0m/sのとき、細い配管での流速はいくらか。ただし、水は非圧縮性とする。
解説: 連続の式により、管内を満たして流れる非圧縮性の流体では、流量Q=A₁v₁=A₂v₂が一定になる。円管の断面積はA=πD²/4で、内径の2乗に比例する。したがってv₂=v₁×(D₁/D₂)²=3.0×(100/50)²=3.0×4=12.0m/sとなり、選択肢1が正しい。選択肢2の…
関連キーワード: 連続の式・流速・流量・断面積・非圧縮性
40℃の水10kgを60℃まで温めるのに必要な熱量として、最も近いものはどれか。ただし、熱の損失は無く、水の比熱は温度によらず一定とする。
解説: 熱量Qは、質量m×比熱c×温度差ΔTで求める(Q=mcΔT)。水の比熱は約4.2kJ/(kg・K)(1キロカロリー/(kg・℃)≒4.19kJ/(kg・K))で、温度差は60−40=20K(℃)なので、Q=10×4.2×20=840kJとなり、1が正しい。2は温度差の代わりに最終…
関連キーワード: 熱量・比熱・温度差・絶対温度
長さ2.0m、重さ300Nの一様な棒を、左端から0.6mの点で支点により支えた。棒の左端に物体をつるして棒を水平につり合わせるとき、物体の重さとして正しいものはどれか。
解説: てこのつり合いでは、支点まわりの力のモーメントが左右で等しくなる。一様な棒の重さは棒の中央(重心、左端から1.0m)に集まって働くとみなせ、重心は支点から右へ1.0−0.6=0.4mの位置にあるので、棒の重さによるモーメントは300N×0.4m=120N・mである。左端の物体の重…
関連キーワード: てこのつり合い・力のモーメント・支点・重心・一様な棒
流体の漏れを防ぐために機械や配管に用いる部品と、その材料について、誤っているものはどれか。
解説: ガスケットは、フランジ継手などシール面が相対運動しない静止部分に用いるシール(固定用シール)で、軸の回転や往復動のように相対運動する部分に用いるシール(運動用シール)はパッキンという。3はこの両者を取り違えており誤り。1は正しく、Oリングは円形断面の環状のシールで、溝に装着して適…
関連キーワード: ガスケット・パッキン・Oリング・うず巻形ガスケット・シール
鉄(鋼)の性質に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 鋼は炭素含有量(炭素鋼の場合)が増えるほど硬さ・引張強さが増す一方で、延性(伸びる性質)や靭性が低下しもろくなる傾向がある。これは炭素量増加による金属組織変化のためである。選択肢3は誤りで、炭素量が増えると延性(伸び率)は低下する。選択肢4は誤りで、純鉄は比較的軟らかく加工しやす…
関連キーワード: 鋼・炭素含有量・硬さ・延性・鋳鉄
流体の粘性に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 液体(例:油・水)の粘度は温度が上昇すると分子間力が低下するため粘度は下がる(流れやすくなる)。一方、気体の粘度は温度が上昇すると分子の熱運動が活発化し粘度が上昇する。選択肢1は誤りで、粘度が高いほど流れにくい(抵抗が大きい)。選択肢3は誤りで、気体にも粘性は存在する(ただし液体…
関連キーワード: 粘性・粘度・液体・気体・温度
日本産業規格(JIS)に定められている三角ねじ・台形ねじの種類と、それぞれのねじ山の角度について、誤っているものはどれか。
解説: JISに定められたねじのねじ山の角度は、メートルねじ(JIS B 0205)とユニファイねじ(JIS B 0206など)が60°、管用ねじ(JIS B 0202の管用平行ねじ・JIS B 0203の管用テーパねじ)が55°、メートル台形ねじ(JIS B 0216)が30°である。…
関連キーワード: ねじ山の角度・メートルねじ・管用ねじ・ユニファイねじ・台形ねじ
溶接の種類と特徴に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: TIG溶接(Tungsten Inert Gas溶接)はアルゴン等の不活性ガスをシールドガスとして使用し、消耗しないタングステン電極で発生させたアークを熱源として溶接を行う方法である。薄板や精密部品の溶接に適しており、ステンレス・アルミニウム等の溶接にも広く使用される。選択肢4は…
関連キーワード: TIG溶接・ガス溶接・スポット溶接・アーク溶接・溶接の種類
摩擦力に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 最大静止摩擦力F₀は、接触面に働く垂直抗力Nに比例し、F₀ = μN(μは静止摩擦係数)で表される。選択肢4は誤りで、摩擦力は見かけの接触面積の大小には関係せず、垂直抗力と摩擦係数によって決まる。選択肢2は誤りで、動摩擦力は最大静止摩擦力よりも小さい。物体は動き出すと、動かし続け…
関連キーワード: 摩擦力・最大静止摩擦力・動摩擦力・摩擦係数・垂直抗力
温度に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 絶対温度(ケルビン温度)T(K)と摂氏温度t(℃)の間には、T = t + 273(正確には273.15)の関係がある。ボイル・シャルルの法則等の気体の計算では必ず絶対温度を用いる。選択肢3は誤りで、絶対零度(0K)は摂氏で約−273℃であり、摂氏0℃は絶対温度で約273Kに相当…
関連キーワード: 絶対温度・ケルビン・摂氏温度・絶対零度
質量2.0kgの物体に糸を付け、糸を鉛直上向きに30Nの力で引き上げた。このときの物体の加速度の大きさとして、正しいものはどれか。ただし、重力加速度は9.8m/s²とし、糸の質量と空気の抵抗は考えないものとする。
解説: 運動の第2法則(F=ma)により、物体の加速度aは、物体に働く力の合力Fに比例し、質量mに反比例する。物体には上向きに糸の張力30N、下向きに重力(重さ)2.0×9.8=19.6Nが働くので、合力は30−19.6=10.4N(上向き)である。よってa=10.4÷2.0=5.2m/…
関連キーワード: 運動の第2法則・加速度・合力・重力加速度・質量
棒に引張荷重などが加わったときに生じるひずみと、ひずみに関係する係数について、誤っているものはどれか。
解説: ポアソン比は、荷重の方向のひずみ(縦ひずみ)に対する、荷重と直角の方向のひずみ(横ひずみ)の比で、横ひずみの絶対値を縦ひずみで割って求める。鋼ではおよそ0.3である。2は割る順を逆にしており誤り(縦ひずみを横ひずみの絶対値で割った値はポアソン比の逆数で、ポアソン数といい、鋼では約…
関連キーワード: ひずみ・ポアソン比・縦弾性係数・せん断ひずみ・比例限度
機械部品の許容応力を定めるときに用いる基準強さについて、正しいものはどれか。
解説: 許容応力は、基準強さを安全率で割って定める。基準強さは材料と荷重の条件に応じて選び、軟鋼のような延性のある材料に静荷重が加わる場合は降伏点(明確な降伏点を示さない材料では耐力)を基準強さとするので、4が正しい。1は誤りで、鋳鉄のようなもろい材料は降伏点を示さずに破断するので、静荷…
関連キーワード: 基準強さ・許容応力・安全率・降伏点・疲労限度
合金に関する記述として、誤っているものはどれか。
解説: 黄銅(真ちゅう)は銅と亜鉛の合金であり、「銅とスズの合金」という選択肢4は誤り。銅とスズの合金は青銅である。黄銅は加工性がよく、バルブ・管継手・装飾品等に広く使用される。選択肢1は正しく、青銅(ブロンズ)は銅とスズの合金で、耐食性・耐摩耗性に優れる。選択肢2は正しく、ジュラルミン…
関連キーワード: 合金・黄銅・青銅・ジュラルミン・はんだ
質量400kgの物体を、ワイヤで毎分15mの一定の速さで鉛直に巻き上げる。このとき必要な動力(仕事率)として、正しいものはどれか。ただし、重力加速度は9.8m/s²とし、損失は考えないものとする。
解説: 仕事率(動力)は単位時間あたりにする仕事で、単位はワット(W、1W=1J/s)である。一定の速さで物体を動かすときの仕事率は、力×速さで求められる。一定の速さで巻き上げるのに必要な力は物体の重さに等しく、400×9.8=3,920Nである。速さは毎分15m=15÷60=0.25m…
関連キーワード: 仕事率・動力・ワット・重力加速度
軸受(じくうけ)に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 転がり軸受(玉軸受・ころ軸受)は、内輪と外輪の間に玉やころ等の転動体を入れ、転がり接触によって軸を支える軸受であり、滑り軸受に比べて摩擦(特に起動時の摩擦)が小さい。選択肢2は誤りで、スラスト軸受は軸方向(軸に平行な方向)の荷重を支える軸受であり、半径方向の荷重を支えるのはラジア…
関連キーワード: 軸受・転がり軸受・滑り軸受・ラジアル軸受・スラスト軸受
2枚の板からなる二又の金具の間に1枚の板をはさみ、3枚を貫く直径10mmのピン1本で結合した。板と金具を引き離す向きに9.42kNの荷重を加えたとき、ピンに生じるせん断応力として、正しいものはどれか。ただし、応力はピンの断面に一様に生じ、円周率は3.14とする。
解説: せん断応力は、せん断荷重を、せん断を受ける断面の面積で割って求める。二又の金具と板をピンで結合した継手では、ピンは金具と板の境目の2か所の断面でせん断を受ける(二面せん断)。ピン1か所の断面積は3.14×10²÷4=78.5mm²なので、せん断を受ける面積は2×78.5=157m…
関連キーワード: せん断応力・二面せん断・ピン・断面積
滑車に関する計算問題。動滑車1個と定滑車1個を組み合わせて、重さ120Nの物体をつり上げる。滑車とロープの質量および摩擦を無視した場合、ロープを引く力はいくらか。
解説: 動滑車を1個使用すると、荷重は動滑車の両側の2本のロープで支えられるため、ロープを引く力は荷重の1/2となる。120N ÷ 2 = 60N。定滑車は力の向きを変えるだけで、力の大きさは変えない。なお、引く力は1/2になるがロープを引く距離は2倍になる(物体を1m持ち上げるにはロー…
関連キーワード: 滑車・動滑車・定滑車・計算
ばね定数400N/mのつるまきばねを、弾性限度内で、自然の長さから5cmだけゆっくり引き伸ばした。このとき、ばねを伸ばすのに要した仕事として、正しいものはどれか。
解説: フックの法則により、弾性限度内では、ばねを伸ばす力Fは伸びxに比例し、F=kx(kはばね定数)となる。5cm=0.05m伸ばしたときの力は400×0.05=20Nで、伸ばす間に力は0から20Nまで一様に増えるので、仕事は平均の力10N×0.05m=0.5J(=1/2×k×x²)と…
関連キーワード: つるまきばね・ばね定数・フックの法則・弾性限度・仕事
鋼に含まれる成分と、それが鋼の性質に与える影響について、誤っているものはどれか。
解説: 硫黄は、鋼を赤熱する高い温度(熱間加工の温度)でもろくする赤熱脆性(熱間脆性)の原因となる。常温以下の低い温度で鋼をもろくする冷間脆性(低温脆性)の原因となるのはりんであり、4が誤り。炭素・けい素・マンガン・りん・硫黄を炭素鋼の五大元素という。1は正しく、鉄と炭素の合金のうち、炭…
関連キーワード: 炭素鋼・五大元素・硫黄・赤熱脆性・鋳鉄
ステンレス鋼の種類と性質について、正しいものはどれか。
解説: オーステナイト系ステンレス鋼(18-8ステンレス鋼、SUS304など)は、焼なまし状態では非磁性で、磁石にほとんど付かない(冷間加工によって一部が磁性を帯びることはある)。よって2が正しい。1は誤りで、焼入れによって硬化し刃物などに用いられるのはマルテンサイト系(13クロム系、S…
関連キーワード: ステンレス鋼・オーステナイト系・18-8ステンレス鋼・不動態皮膜・クロム
部材の使われ方と、その部分に主に生じる応力の種類との関係について、正しいものはどれか。
解説: ボルトとナットで部材を締め付けると、ボルトは軸方向に引き伸ばされ、軸部には主に引張応力が生じる(締め付けられる部材の側には圧縮応力が生じる)。よって4が正しい。1は誤りで、重ねた板を反対向きに引っ張ると、リベットの軸部は板の合わせ面に沿って互いにずらされるので、主に生じるのはせん…
関連キーワード: 引張応力・圧縮応力・せん断応力・片持ちばり・リベット
ボルトの中心から40cm離れたスパナの柄の先端に、柄となす角が30°の向きに60Nの力を加えた。このときボルトに作用する力のモーメントはいくらか。ただし、力はスパナが回る面内にあり、sin30°=0.50、cos30°=0.87とする。
解説: 力のモーメントは、力の大きさ×回転軸から力の作用線までの垂直距離で求める。柄となす角が30°の力では、柄に垂直な成分が60N×sin30°=30Nであり、40cmを0.4mに換算して、M=30N×0.4m=12N・mとなる(作用線までの垂直距離0.4m×sin30°=0.2mを用…
関連キーワード: 力のモーメント・スパナ・作用線・垂直距離
パスカルの原理を利用した油圧装置に関する問題。断面積10cm²の小ピストンに100Nの力を加えたとき、断面積50cm²の大ピストンが押し上げることのできる力はいくらか。ただし、摩擦やピストンの重さは無視する。
解説: パスカルの原理により、密閉された液体内では圧力が各部に等しく伝わる。小ピストンが液体に加える圧力は P = F₁ / A₁ = 100N ÷ 10cm² = 10N/cm²。この圧力が大ピストンにも等しく作用するため、大ピストンが押し上げる力は F₂ = P × A₂ = 10N…
関連キーワード: パスカルの原理・油圧・ピストン・断面積・計算
断面積40mm²の試験片で引張試験を行ったところ、試験片が耐えた最大の荷重は10kNであった。この材料を安全率4で使用するときの許容応力はいくらか。ただし、基準強さは引張強さとする。
解説: 引張強さは、引張試験で材料が耐えた最大の荷重を元の断面積で割って求める。10kN=10000Nなので、引張強さ=10000N÷40mm²=250N/mm²となる。安全率=基準強さ÷許容応力の関係から、許容応力=250N/mm²÷4=62.5N/mm²となる。よって4が正しい。1(…
関連キーワード: 安全率・許容応力・引張強さ・基準強さ
ばね定数2N/mmのつるまきばねと、ばね定数3N/mmのつるまきばねを直列につなぎ、下端に3Nのおもりをつり下げた。ばね全体の伸びはいくらか。ただし、ばねの質量は無視する。
解説: 直列につないだばねでは、どちらのばねにもおもりの重さ3Nがそのままかかる。フックの法則(伸び=力÷ばね定数)から、2N/mmのばねの伸びは3÷2=1.5mm、3N/mmのばねの伸びは3÷3=1.0mmで、全体の伸びは1.5+1.0=2.5mmとなる(全体のばね定数1÷(1/2+1…
関連キーワード: ばね定数・直列・フックの法則・つるまきばね
鉄に生じるさび(腐食生成物)に関する記述として、正しいものはどれか。
解説: 黒さび(四三酸化鉄、Fe₃O₄)は鉄の表面に緻密で密着性のよい皮膜を形成し、内部への酸素や水分の侵入を防ぐため、内部の鉄を保護する働きがある(南部鉄器の防錆処理などに利用される)。したがって選択肢1が正しい。選択肢4は誤りで、赤さび(主に含水酸化鉄)は多孔質でもろく剥がれやすいた…
関連キーワード: さび・赤さび・黒さび・四三酸化鉄・腐食
静止している液体の内部の圧力(静水圧)について、正しいものはどれか。ただし、液面は大気に開放されており、圧力は大気圧を基準としたゲージ圧で表すものとする。
解説: 液面が大気に開放された静止液体中の圧力(ゲージ圧)はp=ρgh(ρ:密度、g:重力加速度、h:液面からの深さ)で表され、液体の密度と深さだけで決まり、容器の形や太さには関係しない。よって1が正しい。2は誤りで、液体中の一点に働く圧力は、あらゆる向きに同じ大きさで働く。3は誤りで、…
関連キーワード: 静水圧・ゲージ圧・密度・水圧
ぴよパスでは消防設備士 乙種第6類の問題を4カテゴリに分けています。基礎的知識(機械)にはオリジナル予想問題を60問収録し、サイト内の消防設備士 乙種第6類全345問の約17%を占めます。この割合は本試験の出題比率ではありません。このカテゴリの収録テーマには絶対温度・力のモーメント・絶対圧力・圧力などがあります。本試験の情報は合格率約35.6% (令和7年度)・試験時間1時間45分・受験料4,400円です。
回答後に解説を読み、分からなかった用語や手順をテキストで確かめてから解き直す使い方ができます。60問のうち1問には根拠・参照資料の情報があります。関連する用語や条件は、消防関係法令・構造・機能及び整備・実技(鑑別)などのカテゴリでも確認できます。模擬試験はPremiumの機能です。問題数・科目構成・制限時間は模試の開始画面で確認してください。
ぴよパスに収録している消防設備士 乙種第6類「基礎的知識(機械)」のオリジナル練習問題 全60問を集計した、実データに基づく傾向まとめです
初級21問・中級25問・上級14問の全60問構成です。うち1問の解説には、根拠・参照資料を記載しています。
Premium 限定
消防関係法令10問、基礎的知識5問、構造・機能15問、実技(鑑別)5問を解く独自の演習です(筆記は四肢択一)。実技(鑑別)には記述式の自己採点問題を含みますが、本試験の採点を再現するものではありません。
35問の模擬試験を始める紹介文と対象読者を見比べて、学びたい内容に合う書籍を選んでください。
図解や語呂合わせによる説明と、練習問題・解説を収録。機械の基礎知識から法令、構造・機能、点検・整備、規格、実技へ進みます。フルカラーの鑑別対策資料集も付いており、図や写真を確認しながら学ぶ使い方を検討できます。
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