技術士の過去問
令和5年度(2023年)
基礎科目「設計・計画に関するもの」 問2

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問題

技術士 第一次試験 令和5年度(2023年) 基礎科目「設計・計画に関するもの」 問2 (訂正依頼・報告はこちら)

次の記述の、(   )に入る語句の組合せとして、最も適切なものはどれか。

下図に示すように、真直ぐな細い針金を水平面に垂直に固定し、上端に圧縮荷重が加えられた場合を考える。荷重がきわめて( ア )ならば針金は真直ぐな形のまま純圧縮を受けるが、荷重がある限界値を( イ )と真直ぐな変形様式は不安定となり、( ウ )形式の変形を生じ、横にたわみはじめる。このような現象は( エ )と呼ばれる。
問題文の画像
  • ア:大  イ:下回る  ウ:ねじれ  エ:共振
  • ア:小  イ:越す   ウ:ねじれ  エ:座屈
  • ア:大  イ:越す   ウ:曲げ   エ:共振
  • ア:小  イ:越す   ウ:曲げ   エ:座屈
  • ア:小  イ:下回る  ウ:曲げ   エ:共振

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この過去問の解説 (3件)

01

設計というより、力学の基本的な知識と一般常識を組み合わせた問題といえます。

図の針金が真直ぐ直立するためには、荷重は小さい(ア)ことが必要で、ある限界値を越える(イ)と、曲げ形式(ウ)の変形、すなわち座屈(エ)を生じます。

選択肢4. ア:小  イ:越す   ウ:曲げ   エ:座屈

小さい(ア)、越える(イ)、曲げ形式(ウ)、座屈(エ)から、本選択肢が正解です。

まとめ

力学に関する基礎知識は、整理して身に着けておくことが必要です。

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02

座屈に関する問題です。

基本事項の説明になるので、さくっと解けるよう対策してください。

 

棒を下図のように大きな力をかけていくと棒がたわむ(棒が曲がることから曲げ形式の変形といいます)ことが想像できると思います。これを座屈といいます。

 

 

選択肢4. ア:小  イ:越す   ウ:曲げ   エ:座屈

下図に示すように、真直ぐな細い針金を水平面に垂直に固定し、上端に圧縮荷重が加えられた場合を考える。荷重がきわめて( 小さい )ならば針金は真直ぐな形のまま純圧縮を受けるが、荷重がある限界値を( 越す )と真直ぐな変形様式は不安定となり、( 曲げ )形式の変形を生じ、横にたわみはじめる。このような現象は( 座屈 )と呼ばれる。

 

以上からこの選択肢が正解です。

 

ちなみにねじれは下図のような変形様式です。

 

共振は外から周期的な力を加えるとき,その振動数が物体の固有振動数に近いほど外力のする仕事が有効に吸収されて物体の振動が激しくなる現象です。振り子などでタイミングよく力を与えると振幅が大きくなるなどが具体例になります。

まとめ

材料力学における基礎問題です。

図を用意してくれているので、仮に知らなかったとしてもどうなるのか想像しながら常識から答えられるように諦めないことも大事です。ちゃんとイメージでも掴むようにしましょう。

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03

構造力学で習うような問題です。

荷重がきわめて( ア:小 )ならば針金は真直ぐな形のまま純圧縮を受けるが、荷重がある限界値を( イ:越す )と真直ぐな変形様式は不安定となり、( ウ:曲げ )形式の変形を生じ、横にたわみはじめる。このような現象は( エ:座屈 )と呼ばれる。

選択肢4. ア:小  イ:越す   ウ:曲げ   エ:座屈

本選択肢が正解です。

まとめ

構造力学に関する問題でした。

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