消防設備士乙6試験対策過去問題集/基礎知識/力・運動

問1

図1のように回転軸Oから1.5mの点Aに、Aに直角に2kNの力が働いている。このときの曲げモーメントの値として正しいのはどれか。
① 30N・m   ② 60N・m
③ 600N・m  ④ 3000N・m

図1

1の正解はここ
4。
モーメント(M)は、力(F)×作用点までの距離(l)で計算します。
2kN=2000Nなので、
M=2000×1.5=3000N・mとなります。

問2

下図のようなスパナでボルトを締め付けた場合、そのトルクはいくらになるか。

図2

2の正解はここ
30N・m。
トルク=モーメント。今回は30cmを0.3mに変換する必要があります。
ボルトに作用するトルクは100×0.3=30N・mです。

問3

下図1のようにAとBが引っ張っている。
それぞれに加わる張力F1、F2は図の通りである。この場合の合力Fはいくらか。
①40N ②50N ③70N ④120N

図1

3の正解はここ
②50N
図1より平行四辺形を作り、その対角線が合力Fとなります。(図2)
図3のピタゴラスの定理より、c^2(F)=40^2+30^2
c^2(F)=2500、c(F)=50(N)です。

図2
図3
問4

下図のような位置に100N、200Nの力が加わっている。Ra、Rbの値をいくらにするとつり合い状態を保てるか。
  Ra   Rb    Ra  Rb
① 50N  100N  ②100N 100N
③ 100N  200N  ④200N 100N

4の正解はここ
③ Ra100N Rb200N
イメージ的に、同じ力で押し返せばつり合うと考えれます。
計算方法としては、a点の右、左のモーメントを算出し、b点の右、左まわりのモーメントを算出します。今回は距離がmmなのでm換算に気を付けてください。

a右まわり→100N×0.2m+200N×0.4=100N・m
a左まわり→Rb×0.5N・m
つりあっているときは等しい為、100=Rb×0.5→Rb=200N。

b右まわり→Ra×0.5N・m
b左まわり→200N×0.1m+100N×0.3m=50N・m。
つりあっているときは等しいのでRa×0.5=50。Ra=100N。

問5

速度をv(m/s)、時間をt(秒)、距離をS(m)とした時、これらの関係を表した式で正しいのはどれ
①S=vt ②v=St ③v=S/60t ④t=S/60v

5の正解はここ
①S=vt
円を描いて中にTを書き、左下「は」右下「じ」上「き」と書きます。
「はやさ」「じかん」「きょり」の関係性の公式です。
はやさ=きょり/じかんとなっているのがわかります。

問6

物体を19.6m/sの速度で上に投げたとき、静止するのは何秒後か。
①1秒後 ②2秒後 ③3秒後 ④4秒後

6の正解はここ
② 2秒後
初速v1、t秒後の速度v2、重力加速度gとし、落下運動式はv2=v1+gt
今回のように上に投げた場合の重力加速度は-gとなるので、v2=v1-gtとなり、物体が静止する時はv2=0となります。

0=19.6-9.8t
t=2 となります。

問7

物体を250Nの力で水平に5m移動させた時の仕事量Wはいくらか。また、この仕事量を10秒間で行った場合動力Pはいくらになるか。
  仕事量W   動力P
① 50J      500W
② 12.5J     125W
③ 1.25KJ     125W
④ 500J      50W

7の正解はここ
③ 1.25kJ、125W

W=N×mなので、w=250×5=1250N・m。
N・m=J なので、1250J=1.25kJです。

P=W/t なので、P=1250/10=125(W) です。

仕事量Wと動力Pの単位Wを間違わないようにします

問8

荷重80000Nの物体を動滑車を組み合わせて引き上げようとしている。定滑車でのロープの張力F4は最低何N以上必要か。
①10000N ②20000N ③40000N ④80000N

問8図

8の正解はここ
①10000N
動滑車がn個で張力Fは、F=W/2^n となります。
定滑車は荷重がそのままとなるため、F4=F3 となるのでF3を求めればよいです。

80000NからF3まで動滑車が3つあるので、F3=80000/2^3=10000N

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