古賀恭一郎の日記

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令和元年度 技術士一次試験 機械部門択一(17)横振動するはりの境界条件

令和元年度 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17 横振動するはりの境界条件には,自由端,固定端,単純支持端などがある。以下はそれぞれの境界条件に適合する式を示したものである。条件式(A), (B), (C) と,
境界条件の組合せとして,最も適切なものはどれか。ただし,はりの長手方向の座標をx, 横方向の変位を w(x, t) とし, tは時間を表す。

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① A自由端    B単純支持端    C固定端
② A自由端    B固定端        C単純支持端
③ A単純支持端B固定端        C自由端
④ A固定端    B自由端        C単純支持端
⑤ A固定端    B単純支持端    C自由端
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技術士会の正答は、⑤でした。
 
材料力学は少し自信があるので、そこからトライ
まず、ここでいう「横」とは、はりに対して直角の方向です。
 
固定端は、拘束されているため、横方向の変位w(x, t)はゼロ
同じく、固定端は、回転もしないため、dw(x, t)/dxもゼロ
単純支持端も、横方向の変位w(x, t)はゼロ
 
これらの条件から、
A=固定端
B=単純支持端
 
となり、おのずと解答は⑤となりますね。
 
JSMEテキストシリーズ振動学P65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。