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技術士第一次試験基礎科目 平成30年度 Ⅰ-3-5

 下図に示すように,重力場中で質量mの質点がバネにつり下げられている系を考える。ここで、バネの上端は固定されており,バネ定数はk(>0),重力の加速度はg,質点の変位はuとする。次の記述のうち最も不適切なものはどれか。

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① 質点に作用する力の釣合い方程式は,ku = mgと 表すことができる。

② 全ポテンシャルエネルギー(=内部ポテンシャルエネルギー+外力のポテンシャルエネルギー)は,と表すことができる。

③ 質点の釣合い位置において,全ポテンシャルエネルギーは最大となる。

④ 質点に作用する力の釣合い方程式は,全ポテンシャルエネルギーの停留条件,から求めることができる。

⑤ 全ポテンシャルエネルギーの極値問題として静力学問題を取り扱うことが,有限要素法の固体力学解析の基礎となっている。

 

答え

      ③

解説

① 質点に作用する力の釣合い方程式は,ku = mgと 表すことができる。 ⭕️
適切です。

② 全ポテンシャルエネルギー(=内部ポテンシャルエネルギー+外力のポテンシャルエネルギー)は,と表すことができる。 ⭕️
適切です。

③ 質点の釣合い位置において,全ポテンシャルエネルギーは最大となる。 ❌
不適切です。
質点の釣合い位置において,全ポテンシャルエネルギーは最小になります。

④ 質点に作用する力の釣合い方程式は,全ポテンシャルエネルギーの停留条件,から求めることができる。 ⭕️
適切です。

⑤ 全ポテンシャルエネルギーの極値問題として静力学問題を取り扱うことが,有限要素法の固体力学解析の基礎となっている。 ⭕️
適切です。