問題

次の諸元の自動車がトランスミッションのギヤを第3速にして、エンジンの回転速度2000min^-1、エンジン軸トルク120N・mで走行しているとき、 駆動輪の駆動力として、適切なものは次のうちどれか。ただし、伝達による機械損失及びタイヤのスリップはないものとする。

①1170N

②2340N

③4340N

④4680N

解説

エンジンの回転速度2000min^-1、エンジン軸トルク120N・mとなっていますが、エンジンの回転数は速度の計算ではないので必要ないデータです。

エンジン軸トルク120N・mはエンジンクランクシャフトの回転力つまりトルクです。
Ｎ・mとなっていますがＮが力（Ｆ）でmが距離（Ｌ）つまりＴ＝Ｆ×Ｌという計算式に当てはめることができます。

このトルクは減速比に比例します。

つまり、第3速の変速比が大きいほど大きくなり、ファイナル・ギヤの変速比が大きいほど大きくなります。

そして、駆動力はタイヤの有効回転半径に反比例します。
つまりタイヤの径が大きいほど駆動力は弱くなります。

この考えに基づいて式を考えると

駆動力＝エンジンのトルク×第3速の変速比×ファイナル・ギヤの変速比÷タイヤの有効回転半径

となり、式に数値を代入すると

駆動力＝120N・m×1.3×4.5÷0.3m となり計算すると

駆動力＝702÷0.3＝2340Ｎとなる。

最後の2340Nの単位は120Ｎ・m/0.3mとなるのでm/ｍは消えてＮだけ残るということになります。

解答　②

問題

ねじに関する記述として、適切なものは次のうちどれか。

①メートル並目ねじは、ーつの直径に対してピッチが決まっている。

②「M16」と表されるおねじの「16」は、ねじ部分の長さをmmで表している。

③「M16×1.5」と表されるおねじの「1.5」は、ねじの外径をcmで表している。

④メートルねじのねじ山の角度は45°である。

解説

①この文章は正しい文章です。メートル並目ねじのピッチは直径によって決定している。

②「M16」の16はねじ部分の長さでではなく、ねじの部分の直径をmmであらわしている。

③「M16×1.5」の表示の「1.5」はねじの外径ではなく、ねじのピッチをあらわしている。

④メートルねじのねじ山の角度は45°ではなく、60°である。

解答　①

問題

図に示す電気回路において、電流計Aが示す電流値として、適切なものは次のうちどれか。ただし、バッテリ及び配線等の抵抗はないものとする。

①0.3A

②2.5A

③4.8A

④9.6A

解説

まずよく目にするのは合成抵抗を求めて電圧を抵抗で割るというのがありますが、ここでは少し変化させて説明します。

図を見てください。

オームの法則により

おのおのの抵抗には
12V／10Ω＝1.2Ａ
が流れます
電流計にはその合成された電流が流れますので
1.2A×4＝4.8A
となります。

解答　③

問題

図に示す電気回路において、次の文章の（　　）に当てはまるものとして、適切なものは次のうちどれか。ただし、バッテリ及び配線等の抵抗はないものとする。

12V用の電球を12Vの電源に接続したときの抵抗が3.6Ωである場合、この状態で30分間使用したときの電力量は（　　）である。

①20Ｗｈ

②40Ｗｈ

③100Ｗｈ

④1200Ｗｈ

解説

オームの法則から
Ｐ＝Ｉ×Ｅ　　　Ｉ＝Ｅ／Ｒ

Ｉを代入すると

Ｐ＝Ｅ×Ｅ／Ｒ　　となり

数値を代入すると

Ｐ＝12×12／3.6＝40（w）　　となる。

電力量は

電力×時間　　なので　　30分は0.5時間だから

電力量＝40×0.5＝20Ｗｈ　　である。

解答　①

問題

自動車の材料に用いられる鉄鋼に関する記述として、不適切なものは次のうちどれか。

①普通鋳鉄は、破断面がねずみ色で、フライホイールやブレーキ・ドラムなどに使用されている。

②合金鋳鉄は、普通鋳鉄にクロム、モリブデン、ニッケルなどの金属を一種類又は数種類加えたもので、カムシャフトやシリンダ・ライナなどに使用されている。

③球状黒鉛鋳鉄は、普通鋳鉄に含まれる黒鉛を球状化にするためにマグネシウムなどの金属を加えたもので、クランクシャフトなどに使用されている。

④炭素鋼は、硬鋼と軟鋼に大別され、硬鋼は軟鋼より炭素を含む量が少ない。

解説

①普通鋳鉄は断面はねずみ色でざらざらしている。
フライホイール、ブレーキドラムなどに使われています

②合金鋳鉄はモリブデンやニッケルなどを加え、耐熱性や耐食性などを向上させたものである。カムシャフト、シリンダーライナー、ブレーキドラムなどに使用されている。

③球状黒鉛鋳鉄はマグネシウムなどの金属を加えて黒鉛を球状化することにより、強度や耐摩耗性などを向上させクランクシャフトなどに使用されている。

④これは間違い文で、硬鋼と軟鋼が入れ替わっています。

解答　④