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(7)中実丸棒のねじり

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7 下図に示すように,中実丸棒の一端が剛体壁に固定され、他端にねじりモーメント Tが作用している場合を考える。中実丸棒の直径がn倍になると,中実丸棒に発生する最大せん断応力はK倍になる。次のうち,Kとして最も適切なものはどれか。

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技術士会問題抜粋
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技術士会の正答は、②でした。
 
計算式を知っているか否かが解答を分けそうですね。
 
せん断応力τは、ねじりモーメントTと極断面係数Zpから、
 
 τ=T/Zp
 
中実丸棒の極断面係数は、
 Zp= πd^3/16
 
ですので、
 τ∝1/Zp∝1/d^3
 
となり、直径dがn倍になると、せん断応力は、k(=1/n^3)倍となります。
 
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。