消防設備士乙種5類　④ 機械の基礎（力学・運動・圧力）

消防設備士の基礎科目として、物理の基本概念を学ぶ分野です。力・速度・加速度・運動の法則、圧力（パスカル・ベルヌーイの定理）、仕事とエネルギー、てこの原理などが扱われます。避難器具の動作原理（重力・摩擦・遠心力など）を理解する土台になります。中学〜高校物理の復習レベルですが、計算問題が出題されるため公式の暗記と適用が必須です。

この分野の問題60問を、選択肢・正解・解説つきで掲載しています。まず自分で解答を考えてから「正解と解説を見る」を開いて答え合わせをしてください。

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第203問運動の第2法則（運動の法則）に関する記述として正しいものはどれか。

A力は質量に比例し加速度に反比例する
B加速度は力に比例し質量に反比例する
C質量は力と加速度の積に比例する
D加速度は質量に比例し力に反比例する

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正解：B．加速度は力に比例し質量に反比例する

運動の第2法則では加速度は加えた力に比例し質量に反比例します(F=ma)。

消防設備士乙種5類 ④ 機械の基礎（力学・運動・圧力）

第203問運動の第2法則（運動の法則）に関する記述として正しいものはどれか。

第204問運動の第3法則（作用・反作用の法則）における「作用」と「反作用」の関係について正しいものはどれか。

第205問力を完全に表すために必要な「力の三要素」に含まれないものは次のうちどれか。

第206問「力のつり合い」の条件として誤っている記述はどれか。

第207問定滑車に関する記述として正しいものはどれか。

第208問動滑車の原理を利用した記述として正しいものはどれか。

第209問1つの定滑車と1つの動滑車を組み合わせて質量100kgの荷物を持ち上げる場合、ロープを引く力は理論上およそ何N必要か（重力加速度は9.8m/s2とし摩擦等は無視する）。

第210問質量5.0kgの物体に力を加えて2.0m/s2の加速度を生じさせた。このとき加えた力は何Nか。

第211問等加速度運動において移動距離Sを求める公式として正しいものはどれか（初速度v0、加速度a、時間tとする）。

第212問直線上を静止状態から加速度3m/s2で動き出した物体が4秒間に移動する距離は何mか。

第213問力のモーメントの単位として国際単位系(SI)で正しいものはどれか。

第214問点Oから60cm離れた点に直角に30Nの力を加えたとき、点Oのまわりの力のモーメントの大きさはいくらか。

第215問「偶力」に関する説明として正しいものはどれか。

第216問長さLの単純ばりの中央（L/2の位置）に集中荷重Wが作用している。このとき左右の支点AとBに生じる反力RAとRBの大きさはどうなるか。

第217問はりの支点の種類のうち、垂直方向および水平方向の移動は制限されるが自由な回転はできる構造のものを何というか。

第218問はりの種類のうち「片持ばり」の説明として正しいものはどれか。

第219問はりに作用する荷重のうち、はりのある区間に一様に等しく加わる荷重を何というか。

第220問長さLの片持ばりの自由端に集中荷重Wが作用している。固定端における曲げモーメントの最大値はどれか。

第221問単純ばりの中央に集中荷重が作用しているとき、このはりの曲げモーメント図(BMD)の形状はどのようになるか。

第222問単純ばりに等分布荷重が作用しているとき、このはりの曲げモーメント図(BMD)の形状はどのようになるか。

第223問はりの任意の断面に仮想的に切断を入れたとき、断面の「左側部分を押し上げる」ように働くせん断力の符号は法令や慣例上どちらに定められているか。

第224問部材に外力が作用したとき、これに抵抗して部材内部に生じる単位面積当たりの力を何というか。

第225問応力(σ)と荷重(W)と断面積(A)の関係を表す公式として正しいものはどれか。

第226問応力の単位「Pa（パスカル）」と同じ次元を持つ単位は次のうちどれか。

第227問断面積が 0.05m2 の部材に 1500N の引張荷重が作用しているとき、部材に生じる引張応力は何Paか。

第228問1つの定滑車を用いて質量20kgの物体を一定の速度で引き上げるのに必要な最小の力は何Nか（重力加速度9.8m/s2とし滑車やロープの摩擦等は無視する）。

第229問部材の軸に垂直な断面に対して平行な方向にずれを生じさせるように働く荷重を何というか。

第230問「連続ばり」の特徴として正しいものはどれか。

第231問支点Aと支点Bの距離が6mの単純ばりにおいて、Aから2mの位置に60Nの集中荷重が下向きに働いている。支点Bの反力RBの大きさはいくらか。

第232問単純ばりの中央に下向きの集中荷重Wが働いている場合、せん断力図(SFD)の形状はどうなるか。

第233問せん断応力 (τ) を求めるための計算式として正しいものはどれか。ただし荷重をW、断面積をAとする。

第234問せん断応力とせん断ひずみの関係において、比例定数であるGを何と呼ぶか。

第235問直径dの丸棒がせん断荷重Wを受けて切断されるとき、せん断応力を求める式として正しいものはどれか。

第236問板厚tの鋼板に直径dの丸穴をパンチで打ち抜くとき、せん断抵抗を受ける断面積Aを表す式として正しいものはどれか。

第237問断面係数Zが表す性質として最も適切なものはどれか。

第238問長方形断面（幅b、高さh）の断面係数Zを求める式として正しいものはどれか。

第239問はりに曲げモーメントMが作用しているとき、生じる最大の曲げ応力σmaxを求める式はどれか。ただし断面係数をZとする。

第240問はりに曲げモーメントが作用して曲がったとき、内部において引張応力も圧縮応力も生じない面を何と呼ぶか。

第241問物体に荷重を加えたときに生じる変形量を、元の長さで割った割合を何と呼ぶか。

第242問軟鋼の応力とひずみの関係を示す線図において、応力とひずみが完全な比例関係を保つ最大の応力点を何というか。

第243問軟鋼の引張試験において、荷重を増やさなくてもひずみが急激に増加し始める点を何というか。

第244問軟鋼の応力ひずみ線図において、材料が耐えられる最大の応力（曲線の最高点）を何というか。

第245問比例限度内において、応力はひずみに比例するという法則を何というか。

第246問引張応力または圧縮応力と、縦ひずみとの間の比例定数である縦弾性係数を別の名称で何と呼ぶか。

第247問鋳鉄やコンクリートなどの脆性材料の応力ひずみ線図の特徴として正しいものはどれか。

第248問材料に荷重を加えた後、荷重を取り除いても元に戻らずに残る変形を何というか。

第249問建築物などの自重のように、大きさと向きが一定で時間的に変化しない荷重を何というか。

第250問ハンマで材料を打つときのように、極めて短い時間に瞬間的に加わる荷重を何というか。

第251問クランクシャフトのように、引張と圧縮の荷重が周期的に交互に繰り返して作用する荷重を何というか。

第252問荷重の大きさと向きは一定周期で変動するが、常に同じ方向（例えば引張のみ）に作用する荷重を何というか。

第253問実際の機械や構造物を設計する際に、材料が破壊されないよう安全を見込んで設定する許される最大の応力を何というか。

第254問材料の基準強さを許容応力で割った値であり、設計上の余裕度を表す数値を何というか。

第255問軟鋼のような延性材料を設計する際、一般的に材料の基準強さとして用いられる値はどれか。

第256問鋳鉄やコンクリートのような脆性材料を設計する際、一般的に材料の基準強さとして用いられる値はどれか。

第257問安全率の設定に関して、荷重の種類による一般的な大小関係として正しい記述はどれか。

第258問降伏点が340MPaの材料を安全率5で設計する場合、許容応力はいくらになるか。

第259問材料に一定の荷重を長時間加え続けると、時間とともにひずみが増加していく現象を何というか。

第260問金属材料のクリープ現象について正しい記述はどれか。

第261問ある一定の温度において、長時間荷重を加えてもクリープ破断を生じない最大の応力を何と呼ぶか。

第262問断面積が200mm^2の材料に引張荷重を加える。この材料の許容応力が60MPaであるとき、安全にかけられる最大荷重は何Nか。

消防設備士乙種5類　④ 機械の基礎（力学・運動・圧力）