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令和5年度・基礎科目 I-1-2

細い針金の座屈

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解説

ポイント

細長い棒を上から押した時に急に横へ曲がる現象(座屈)の説明を完成させる問題です。

考え方と解き方

細い棒を縦に押すと,力が小さいうちはまっすぐ縮むだけです。

力がある限界を越えると,まっすぐな形を保てなくなり,急に横へ弓なりに曲がります。

ア:まっすぐなまま縮むのは,荷重がきわめて「小」さい時です。

イ:まっすぐな形が不安定になるのは,荷重が限界値を「越す」時です。

ウ:横にたわむのは「曲げ」の変形です。ねじれは棒の軸のまわりに回る変形で,形が違います。

エ:この現象は「座屈」です。共振は揺れの周期が物の固有の周期と合って揺れが大きくなる現象で,別の話です。答えは ア 小,イ 越す,ウ 曲げ,エ 座屈

覚えておくこと

  • 座屈:細長い柱や棒を押すと,限界の荷重(座屈荷重)を越えた所で急に横へ曲がる現象
  • 座屈は曲げの変形。細長いほど小さい力で起きる
  • 共振:外から加わる揺れの周期が物の固有の周期と合って,揺れが大きくなる現象。座屈とは別

出典:令和5年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-1-2(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:力学