材料力学の過去問

図に示す円筒状の物体に力Ｆが作用したとき、誤っているのはどれか。

a: 応力は物体の断面積Aが大きいほど小さい。

b: 応力とひずみが比例する性質をポアソンの法則という。

c: 引っ張りひずみとは変形前後の物体の長さの比である。

d: 引っ張りひずみとヤング率との積は応力に等しい。

e: 弾性限度以上の応力を加えると力を取り除いた後も変形が残る。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

誤っているのはどれか。

1: モータやギヤボックスは機械の振動源となる。

2: 物体に力を加えたとき変形は物体の弾性と塑性に依存する。

3: 切り欠きや穴のある部品はこれらがない部品よりも破壊されやすい。

4: 応力集中は溝が深いほど溝の底の形が鋭いほど小さくなる。

5: 振動源の近くのねじは緩みやすい。

機械要素として誤っているのはどれか。

a: 拘束要素としてベアリング、チェーン、歯車などがある。

b: 締結要素としてボルト、ナット、軸継手などがある。

c: 潤滑剤は摩擦抵抗と摩耗を減らす。

d: ピニオン・ラックは回転運動を直線運動に変換する歯車の一種である。

e: ボルトやナットのねじ山の数が多すぎるとねじ山にかかる荷重が大きくなり破断する。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

断面積Aの円柱状の棒を力Fで引っ張ると伸びるが、力を除くと元の状態に戻る。引張応力について正しいのはどれか。

1: Aに比例し、Fに反比例する。

2: Aに反比例し、Fに比例する。

3: AおよびFに比例する。

4: Fに比例し、Aには依存しない。

5: 棒の性質に依存する。

長さ１ｍ、直径20ｍｍの円柱に1000Ｎの圧縮力を加えたとき、長さが２ｍｍ短縮した。同じ材料の、長さ50ｃｍ、直径10ｍｍの円柱に1000Ｎの圧縮力を加えたとき、長さはおよそ何ｍｍ短縮するか。

1: 4

2: 2

3: 1

4: 0.5

5: 0.25

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。

長さ1.2m、断面積4.0mm2の線材を8.0Nの力で引っ張ったところ長さが1.2mm増加した。この線材の縦弾性係数[GPa]はどれか。

1: 2

2: 5

3: 20

4: 50

5: 200

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。

バネとダシユ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。

長さ600mm、直径40mm の丸棒の長さ方向に荷重を加えたところ、長さが30μm 増加し、直径が0.76μm 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

正しいのはどれか。

1: 筋組織は骨よりもヤング率が大きい。

2: 筋組織のヤング率は直交方向よりも走行方向の方が大きい。

3: 生体軟組織のポアソン比はおよそ0.5 である。

4: 生体軟組織の体積弾性率はヤング率よりも小さい。

5: 動脈血管の円周方向の最大変形は10% 程度である。

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: 33

2: 72

3: 7.6

4: 13.6

5: 133

断面積 4mm2、長さ 2m 、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

断面積が1cm2 で長さ10mの棒を1kNの力で引っ張ったとき、棒が0.5mm伸びた。この棒の弾性係数［GPa］はどれか。

1: 1

2: 2

3: 3

4: 4

5: 5

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

生体軟組織の固有音響インピーダンス ［kg/(m2/s）］ に近い値はどれか。

1: 4.0×10^2

2: 1.5×10^4

3: 4.0×10^4

4: 1.5×10^6

5: 4.0×10^6

応力とひずみについて正しいのはどれか。

a: 応力は作用する荷重と断面積の積である。

b: ひずみは変形の度合いを比で表したものである。

c: 荷重と同一の方向に現れるひずみを縦ひずみという。

d: せん断応力によって生じるひずみを横ひずみという。

e: 弾性係数は応力とひずみの積である。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

応力集中部位はどれか。

a: A

b: B

c: C

d: D

e: E

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

フックの法則について正しいのはどれか。

a: 塑性変形に対して成立する。

b: 応力はひずみに比例する。

c: 線形弾性変形に対して成立する。

d: 材料の体積が変わらないことを表す。

e: 材料の粘性を表す。

1. a b　2. a e　3. b c　4. c d　5. d e

クリープ現象はどれか。

1: 身長は朝から夕方にかけて徐々に低くなる。

2: 暗闇に入ってしばらくするとものが見えるようになる。

3: 細動脈内を血液が流れるとき赤血球が管軸付近に集中する。

4: 膝蓋腱を叩くと足が上がる。

5: 脈圧は末梢の方が高い。