技術士一次 力学ノート

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平成27年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5 を解説、断面二次半径は平方根を取る

平成27年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-5は、幅4a・高さ3aの長方形断面について断面諸量を問う問題です。この問題では、5つの記述のうち最も不適切なものを選びます。

この問題のポイント

この問題は、断面二次半径の定義を正確に覚えているかを問うものです。引っかけの核心は平方根を外してある点で、比そのものを二次半径と呼ぶと書いてあります。

選択肢5には計算値が置いてあります。検算すれば正しい記述だと確かめられます。

※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。

正答:選択肢4(最も不適切なもの)

> この論点をやさしく解説:断面二次モーメント|図心軸まわりの計算

各選択肢の正誤

5つのうち4つは定義や計算値として正しいものです。誤りは1つで、式の形が違います。

選択肢正誤解説
1 断面一次モーメントGxは Gx=∫y dA で表される○(正しい)距離の1乗を掛けて積分する
2 断面二次モーメントIyは Iy=∫x² dA で表される○(正しい)距離の2乗を掛けて積分する
3 y軸に関する断面一次モーメントGyはゼロである○(正しい)図心軸まわりの一次モーメントはゼロ
4 Ix÷Aのことをx軸に関する二次半径と呼ぶ×(誤り)二次半径は√(Ix÷A)。平方根が抜けている
5 x軸に関する断面二次モーメントの値は9a⁴である○(正しい)4a×(3a)³÷12=9a⁴

選択肢5は検算できるので確実に落とせます。残りは定義を思い出すだけです。

選択肢4のポイント(ここが誤り)

断面二次半径はi=√(I÷A) で、長さの単位を持ちます。Iは長さの4乗、Aは長さの2乗なので、割った時点では長さの2乗のままです。

平方根を取って初めて長さの単位です。細長比 λ=Lk÷i で使う量なので、長さでないと計算が合いません。

選択肢3の性質は図心の定義そのものです。図心軸まわりで距離の1乗を積分すると、プラスとマイナスが打ち消し合ってゼロです。

覚え方

  • 断面二次半径はi=√(I÷A)
  • 平方根を取らないと長さにならない
  • 図心軸まわりの断面一次モーメントはゼロ

理解度チェック

Q.

断面二次半径の式は何か。

i=√(I÷A)です。平方根を取らないと長さの単位になりません。

Q.

図心軸まわりの断面一次モーメントはいくらか。

ゼロです。プラスとマイナスが打ち消し合います。

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出典

  • 公益社団法人 日本技術士会「平成27年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」4ページ Ⅲ-5
  • 公益社団法人 日本技術士会「平成27年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」

※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。

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構造設計の実務を続けながら、試験に出る力学の解き方を書き残しています。

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