古賀恭一郎の日記

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平成28年度 技術士一次試験 機械部門択一(22) 車内の振り子

平成28年技術士一次試験 機械部門択一問題の解答解説です。

技術士一次試験だけでなく、JABEE認定大学の機械工学科の皆さんにも活用できる内容になっていると思います。

お役に立てれば幸いです。

JABEE |一般社団法人 日本技術者教育認定機構|世界で通用する技術者」になるための学びが、ここに。 から引用

技術者を育成する教育プログラムを「技術者に必要な知識と能力」「社会の要求水準」などの観点から審査し、認定する非政府系組織です。“教育プログラム”は認定の対象とする教育の主体のことで、通常、工学・農学・理学系の学科あるいは学科内のコースに対応します。

中略

  • 認定プログラムの修了生は、国家資格である技術士の第一次試験が免除されます。
 
問題22 下図のように,電車が一定の加速度α(>0) で減速し,車内につり下げられた質量mの振り子が進行方向に30°だけ傾いていたとする。重力加速度をgとするとき, 電車の加速度α及び振り子の糸に働く張力Tの組合せとして,最も適切なものはどれか。

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問題図
 
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 技術士会の正答は、⑤でした。

 
下向きの加速度gと減速時の加速度αの関係が30°ですので、
 tan30°=α/g
 α=g・tan30°
 
ここで、tan30°=1/√3ですので、
 α=g/√3
 
この時、mの合成加速度は、g/COS30°=α/sin30°となりますので、
 2g/√3
が合成加速度ですね。(COS30°=√3/2)
次に張力Tは、重量と加速度の積ですので、
 T=m・2g/√3
  =2/√3 mg
と解答⑤に一致しましたね。
 
一次試験は、とにかく過去問を繰り返し解くことが、合格への近道です。
頑張ってください。