機械的特性
第30回 午後81問長さ 600 mm、直径 40 mm の丸棒の長さ方向に荷重を加えたところ、長さが 30 nm 増加し、直径が 0.76 nm 減少した。
この材料のポアソン比はどれか。
1.0.0017
2.0.025
3.0.067
4.0.14
5.0.38
ポアソン比＝(横ひずみ)/(縦ひずみ)＝(0.76/40)/(30/600)＝0.019/0.05＝0.38
正解5
第30回 午前81問
断面積 4 mm2、長さ 2 m、ヤング率 100 GPa の銅線の下端に質量 100 kg の物体をぶら下げた。
銅線のおよその伸び[mm]はどれか。
1 0.2
2 0.5
3 2
4 5
5. 20
伸び ΔL=FL/(AE)＝(980×2)/(4×10⁻⁶×100×10⁹)≒4.9 mm≒5（F=100×9.8=980 N）
正解4
第30回 午前82問
100 mmHg の圧力が 1.00 cm2 の面に加えられたとき、この面に加わるおよその荷重[N]はどれか。
1 1.33
2 2.72
3 7.60
4 13.6
5. 133
100 mmHg＝13300 Pa。F=P×A＝13300×1.0×10⁻⁴≒1.33 N
正解1
第29回 午前81問
鋼の引張り試験を行い、応力-ひずみ線図を作成した。応力-ひずみ線図から求められる材料特性はどれか。
a.弾性係数
b.粘性係数
c.ポアソン比
d.引張り強さ
e.降伏応力
1.a、b、c 2.a、b、e 3.a、d、e 4.b、c、d 5.c、d、e
a◯弾性係数 d◯引張り強さ e◯降伏応力（b粘性係数・cポアソン比は横ひずみが必要で線図から求まらない）
正解3
第29回 午後81問
断面積が 1 cm2 で長さ 10 m の棒を 1 kN の力で引っ張ったとき、棒が 0.5 mm 伸びた。この棒の弾性係数[GPa]はどれか。
1.100
2.200
3.300
4.400
5.500
E=(F/A)/(ΔL/L)＝(1000/10⁻⁴)/(0.5×10⁻³/10)＝10⁷/(5×10⁻⁵)＝2×10¹¹=200 GPa
正解2
第31回 午前82問
バネとダシュポットを並列に接続したフォークトモデルの両端に図のように応力を与えたときのひずみの変化を表しているのはどれか。
フォークトモデル(バネとダッシュポットの並列)は応力印加でひずみが徐々に増え、除荷で徐々に回復する（遅延弾性）
正解4
第32回 午前81問
材料の機械的特性について誤っているのはどれか。
1.応力は単位面積あたりに働く力(荷重)である。
2.応力と圧力の単位は同じである。
3.ひずみは単位面積あたりの変形量である。
4.ヤング率は応力とひずみの比である。
5.ポアソン比は荷重方向とそれに垂直な方向のひずみの比である。
ひずみは変形量/元の長さ＝無次元。「単位面積あたりの変形量」が誤り
正解3
第32回 午前82問
長さ 1.2 m、断面積 4.0 mm2 の線材を 8.0 N の力で引っ張ったところ長さ が 1.2 mm 増加した。この線材の縦弾性係数[GPa]はどれか。
1 2.0
2. 5.0
3. 20
4. 50
5.200
E=(8.0/4.0×10⁻⁶)/(1.2×10⁻³/1.2)＝2.0×10⁶/10⁻³＝2.0×10⁹=2.0 GPa
正解1
第32回 午後85問
正しいのはどれか。
1.粘性流体のずり速度の SI 単位は m/s である。
2.生体軟組織のポアソン比はおよそ 1.0 である。
3.縦弾性率を表すヤング率の単位は Pa である。
4.腱より筋のヤング率は大きい。
5.動脈血管の円周方向の最大変形は 20 % 程度である。
ヤング率(縦弾性率)の単位はPa（1.ずり速度はs⁻¹ 2.軟組織ポアソン比≒0.5 4.腱＞筋 5.円周変形は数%）
正解3
第33回 午前81問
塑性変形について正しいのはどれか。
a.外力を取り除くと形状が完全に元に戻る。
b.永久ひずみが生じる。
c.降伏現象により生じる。
d.ヤング率により変形が評価できる。
e.バネのみを用いてモデル化できる。
1.a、b 2.a、e 3.b、c 4.c、d 5.d、e
b◯永久ひずみが生じる c◯降伏現象により生じる（a・dは弾性、eバネのみは弾性モデル）
正解3
第33回 午後81問
ある材料を圧縮したとき、体積変化がなかった。この材料のポアソン比はどれか。
1.0.1
2.0.3
3.0.5
4.0.7
5.1.0
体積変化がない＝非圧縮なのでポアソン比は0.5
正解3
医用機器工学
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