37PM81｜第37回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

2

この問題のポイント

この問題では、機械要素であるダッシュポットの抵抗力が何に比例するかが問われています。

ダッシュポットは、粘性抵抗を利用して運動を減衰させる要素です。

ダッシュポットに発生する抵抗力は、ロッドの速度に比例します。

式で表すと、

• F = c v

です。

解説

ダッシュポットは、ばねや質量とともに、機械系の振動や制御を考えるときに使われる基本要素です。

機械系の代表的な要素は、次のように整理できます。

• ばね：力は変位に比例する
• ダッシュポット：力は速度に比例する
• 質量：力は加速度に比例する

ダッシュポットでは、内部の粘性流体や抵抗機構により、ロッドが動くと運動に逆らう抵抗力が発生します。

この抵抗力は、ロッドが速く動くほど大きくなります。つまり、抵抗力は速度に比例します。

• F = c v

ここで、

• F：抵抗力
• c：粘性減衰係数
• v：ロッドの速度

です。

変位に比例するのはばねの性質です。加速度に比例するのは質量に働く慣性力です。

ひっかけポイント
ばね、ダッシュポット、質量の対応をセットで覚えます。
ばねは変位、ダッシュポットは速度、質量は加速度です。

選択肢の確認

1．誤り。
変位に比例する力は、ばねに発生する復元力です。ダッシュポットの抵抗力ではありません。

2．正しい。
ダッシュポットに発生する抵抗力は、ロッドの速度に比例します。式では F = c v と表されます。

3．誤り。
加速度に比例する力は、質量に関係する慣性力です。F = ma で表されます。

4．誤り。
速度の2乗に比例する抵抗は、流体中の抗力などで考えることがありますが、線形ダッシュポットの基本モデルでは速度に比例します。

5．誤り。
加速度の2乗に比例するものではありません。ダッシュポットは粘性減衰要素であり、速度比例で考えます。

覚えるポイント

• ダッシュポットは粘性減衰要素です。
• ダッシュポットの抵抗力は速度に比例します。
• 式は F = c v です。
• ばねの力は変位に比例します。
• 質量に関係する慣性力は加速度に比例します。