消防設備士乙6試験対策過去問題集/基礎知識/力・運動

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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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