油で満たされた二つのシリンダが連絡している図の装置で、ピストンA(直径1㎝)に9Nの力を加えるとき、ピストンB(直径3㎝…
原動機及び電気に関する知識 第13問
油で満たされた二つのシリンダが連絡している図の装置で、ピストンA(直径1㎝)に9Nの力を加えるとき、ピストンB(直径3㎝)に加わる力は(1)~(5)のうちどれか。
- (1)3N
- (2)9N
- (3)18N
- (4)27N
- (5)81N
正答 (5)
正答は (5)。81Nです。
つながった油の中では、圧力がどこでも等しくなります(パスカルの原理)。圧力が同じなら、受ける力は面積に比例します。
【面積の比】
ピストンA 直径1cm → 半径0.5cm → 面積 = π × 0.5²
ピストンB 直径3cm → 半径1.5cm → 面積 = π × 1.5²
面積の比 = 1.5² ÷ 0.5² = 2.25 ÷ 0.25 = 9倍
直径が3倍なので、面積は3の二乗で9倍になります。
【ピストンBに加わる力】
9N × 9 = 81N
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【直径の比をそのまま使わない】
直径が3倍 → 力は3倍 としてしまうと27N
選択肢の (4) がその値です。面積は直径の二乗に比例します。
【油圧装置が力を増やせるわけ】
小さなピストンで押し、大きなピストンで受ける
移動式クレーンの油圧シリンダが大きな力を出せるのは、この原理です。
【そのかわり距離は短くなる】
Aを9cm押し下げても、Bは1cmしか上がらない
力が9倍になったぶん、動く距離は9分の1です。仕事の量そのものは変わりません。
【圧力の求め方】
圧力 = 力 ÷ 面積
出典:移動式クレーン運転士 2025年下半期実施分(2026年4月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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