46AM20｜第46回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

3

この問題のポイント

この問題では、物体が倒れる条件を重心Gの鉛直線から判断します。

床の上を滑らないため、物体は床と接している端を支点として回転します。
物体が自ら倒れはじめる境目は、重心Gから下ろした鉛直線が支点を通る状態です。

解説

物体には重力が下向きに働きます。
重力の作用線は、重心Gから鉛直下向きに引いた線です。

傾けていく途中で、重心Gの鉛直線が支点よりも内側にある間は、重力は物体を元に戻す向きのモーメントを生じます。
このときは、手で押すのをやめると倒れずに戻ろうとします。

一方、重心Gの鉛直線が支点を越えると、重力は物体をさらに倒す向きのモーメントを生じます。
この状態を過ぎると、物体は外力を加え続けなくても自ら倒れはじめます。

図では、選択肢3でGからの鉛直線が床との接触端、つまり回転の支点を通る臨界状態になっています。
したがって、この状態を過ぎたときに物体は自ら倒れはじめます。

図で見るポイント
Aからの破線ではなく、Gからの破線を見ます。Gからの鉛直線が支点の内側にあるか、支点を通るか、支点を越えているかで判断します。

選択肢の確認

1．
図選択肢です。
誤り。
図では、Gからの鉛直線が支点よりもまだ内側にあります。この状態では、重力は物体を元に戻す向きに働くため、自ら倒れはじめる状態ではありません。

2．
図選択肢です。
誤り。
図では、Gからの鉛直線が支点に近づいていますが、まだ支点を越えていません。したがって、倒れはじめる境界には達していません。

3．
図選択肢です。
正しい。
図では、Gからの鉛直線が床との接触端、つまり支点を通っています。これは倒れるか戻るかの境界となる臨界状態です。この状態を過ぎると、重力によって物体は自ら倒れはじめます。

4．
図選択肢です。
誤り。
図では、Gからの鉛直線が支点をすでに越えています。この状態では物体はすでに倒れる向きのモーメントを受けており、倒れはじめる境界そのものではありません。

5．
図選択肢です。
誤り。
図では、Gからの鉛直線が支点を大きく越えています。これは自ら倒れはじめた後の状態であり、倒れはじめる境界として選ぶ状態ではありません。

覚えるポイント

• 物体が倒れるかどうかは、重心から下ろした鉛直線で判断します。
• 重心の鉛直線が支点の内側にあれば、物体は戻ろうとします。
• 重心の鉛直線が支点を通る状態が、倒れはじめる臨界状態です。
• 重心の鉛直線が支点を越えると、重力のモーメントで物体は自ら倒れます。