39AM80｜第39回 臨床工学技士国家試験 過去問

正答

1

この問題のポイント

この問題では、力のモーメントの計算が問われています。

力のモーメントは、支点から力の作用線までの距離と、力の大きさの積で求めます。

• 力のモーメント = 力 × 腕の長さ

図では、輸液バッグが支柱から水平方向に 10 cm 離れた位置に吊り下げられています。

輸液バッグには重力による下向きの力が働くため、この重力が支柱に回転させようとする作用、つまりモーメントを生じます。

図で見るポイント
支柱から輸液バッグの吊り下げ位置までの水平距離が 10 cm です。

ここがモーメントの腕の長さになります。

解説

質量 500 g を kg に直します。

• 500 g = 0.5 kg

重力加速度は 9.8 m/s² なので、輸液バッグに働く重力の大きさは、

• 力 = 質量 × 重力加速度
• 力 = 0.5 × 9.8
• 力 = 4.9 N

次に、支柱から輸液バッグまでの距離 10 cm を m に直します。

• 10 cm = 0.10 m

力のモーメントは、

• モーメント = 力 × 腕の長さ
• モーメント = 4.9 × 0.10
• モーメント = 0.49 N・m

したがって、支柱に働く力のモーメントは 0.49 N・m です。

ひっかけポイント
500 g をそのまま 500 として計算しないようにします。

g は kg に、cm は m に直してから計算します。

選択肢の確認

1．正しい。
500 g = 0.5 kg、10 cm = 0.10 m です。力は 0.5 × 9.8 = 4.9 N なので、モーメントは 4.9 × 0.10 = 0.49 N・m です。

2．誤り。
4.9 は輸液バッグに働く重力の大きさです。モーメントを求めるには、さらに腕の長さ 0.10 m を掛ける必要があります。

3．誤り。
49 は距離や質量の単位換算を誤った場合に出やすい値です。10 cm は 10 m ではなく 0.10 m です。

4．誤り。
490 は、500 g や 10 cm を SI 単位に直さずに扱うと出やすい値です。N・m で答えるため、kg と m に直します。

5．誤り。
4,900 は過大です。質量 500 g は 0.5 kg であり、距離 10 cm は 0.10 m です。

覚えるポイント

• 力のモーメントは、力 × 腕の長さで求めます。
• 500 g = 0.5 kg です。
• 10 cm = 0.10 m です。
• 重力の大きさは、質量 × 重力加速度で求めます。
• この問題では、4.9 N × 0.10 m = 0.49 N・m です。