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令和5年度・基礎科目 I-1-1

鉄鋼とCFRPの比強度と価格

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解説

ポイント

比強度の意味と,比強度あたりの価格を2つの材料で比べる計算を問う問題です。

考え方と解き方

比強度は強度を密度で割った値で,大きいほど「軽いのに強い」材料です。

比強度あたりの価格は,価格を比強度で割って求めます。

ア:比強度は強度を密度で割った値です。

イ:鉄鋼の比強度は 400÷7,900≒0.0506,CFRPは 2,000÷1,600=1.25 です。約25倍大きいCFRPのほうが高いです。

ウ:鉄鋼は 60÷0.0506≒1,185,CFRPは 16,000÷1.25=12,800 です。12,800÷1,185≒10.8 で約10倍です。答えは ア 強度を密度,イ CFRP,ウ 10

覚えておくこと

  • 比強度=強度÷密度。大きいほど軽くて強い
  • 比強度あたりの価格=価格÷比強度。「同じ軽さと強さを,いくらで買えるか」の目安
  • CFRPは鉄鋼より比強度が約25倍高いが,比強度あたりの価格は約10倍高い
  • 別の見方:価格の比(16,000÷60≒267倍)を比強度の比(約25倍)で割っても約10倍になる

出典:令和5年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-1-1(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:設計・品質管理