平成３０年度 技術士一次試験 機械部門択一(16)物理振り子の角速度

平成30年度 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16 下図のように,物理振り子の一端を回転軸として,点Oで摩擦なしに回転することができる。この振り子を水平に静止させて, 静かにはなすと重力の働きによって回転し始める。この振り子が鉛直になった瞬間の振り子の角速度として,最も適切なものはどれか。ただし,振り子の質量をm, 重心をG, 点Oから重心までの距離をa,最端点までの距離をb,その回転軸まわりの慣性モーメントをJ, 重力加速度の大きさをgとする。

 

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技術士会の正答は、②でした。

 

位置エネルギーEの基準を振り子の最下点にとり、式で表すと、

　E＝1/2・Jθ’^2＋㎎a（1-cosθ）

初期条件では、位置エネルギーが最大となるので、

　E＝㎎a

となる。最下点では、θ＝ゼロ、θ’＝ω（角速度）であるので、

　E＝1/2・Jω^2　+0　（cos0＝1）

 

ここで、Eは等しいとおくと、

　1/2・Jω^2　＝㎎a

　ω＝（2㎎a/J）^0.5

 

と解答②と一致しましたね。

 

JSMEテキストシリーズ振動学P11を参照しました。

 

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。