専問科目(1

(1)

令和3年度豊橋技術科学大学第3年次入学者選抜学力検査問題解答例

専問科目(1 機械工学)

(2)

a)

ア水深は Hなので

P=P。十P.gN

イ

ひもに働く張力は金属球に働く重力と浮力の合力にっり合うので

r ・1DYP,,‑P.)g

(2 )

,

ア

静圧に加えて海水の流れの動圧が作用するので

イ

相対運動により金属球には抗力が作用tるので

ウ

金属球に作用する垂直方向の力の大きさをGと寸ると F='・P C。‑D =‑P C。V D

G *1DYP,,‑P')g

θ=45゜のとき F=G なので

( 3 )

ア

ン̲ 4 Dg pm ‑P'

3CO P.ゞ

,

小球まわりを速度Uで流体が流れるのと等価なので

,

イ

/'

小球に上向きに作用する抗力は ,

F ̲ P、ゞ U2 24 匹.d2 _=3πμ Ud

2 Re 4

方,小球に作用する重力と浮力の合力は

,

Re=.L^̲pud

垂直な力

a)イより,

G 1ず(P.‑P、)g IdΥ凡一P.)ghμ四d

これらがつり合っているとするとひも

,

U

(P。‑P.)d勺

18/ι

ら Fcose = GS' P 十P

P=

d)ブのつ

90

十2P

P2

︑J

π一6 ︑し_一にり

COA

π一8 J

こ 3

1Π

(3)

[ 2 ]

U)

ア d

ウ. B→Cは定したがって

コニ C→D1は断熱過程であるので

,

.,,。(",。t"・■、'

@,・‑j,,".,d7 * 0、,(r。,ーフk )

q,*',('、1一η)

,

(η・'、η)・←ゞη・リ

,

②を③に代入してカ.①,③を用いて

, (Dイと同様に,

リ1

,

( 2 )

ア

0 したがって

7B =rA ‑ー

呈である

々。*一↓%〆フ・',qm一η)

a)工と癒H葉に,

①

(1)ウと同様に,

フ'一ε"、17

0

7C 四C PAn pA四C σ'

rB PB PBP< PB/)D2 ε"

②

q̲=

・・,。tが・。(が・■、'

D1→Aは定容

③

1一ε'ー'

定容過程である力

⑥

B‑, , 状態方程式を考えて

④

⑤

よゼロであるこした

を用程である力

過程学第1法貝体の状態

A→Bは

一εA,ー

容過程であ鵄1死艮会〔

哩泛禦、 1耐'

ξ

ンB

四B

一一

PA て︑し

qq 外

ら ︑︑

︑ 力体りよ1

コ式_. 1

)d

こ

)

_7A

0‑ 力

κε

r<

四仏

1 りら

心 ︑

κ人σε

rB

rc は

イ κσε L︑ フー

B

方 'ル

r

(4)

イ _η。

0・(・・"・ー

0‑,(・・小十・小

q"‑q口 q,

二

κ

1=

即g

(5)

[ 3 ]

a)はり全体の力のつり合いより,

(2)はり全体のモーメントのつり合いより,

(3)距肌χまでのはりの力のつり合いより,

Rゞ11Wdξ一Fい)・0

F←)* R'一上 Wdξ*RC[Wξ];

=WI‑WX=W(1一χ)

(4)距畍χまでのはりのモーメントのっり合いより,

U'‑j;ξWdξ一Fい)"Uい)0 U←)‑U'・,・wj;ξd4Fいシ

=一竺!上+W[1ξ'1 + W(1‑X)χ=‑111+竺ゞ十W(1χ一χ')

・;舮・ゞ・X氏一)}・・1(が・N・→

*ーー(1‑"y

(5)はりのたわみの微分方程式より,

心一ごし(1̲0'

_dx' 2五1

2五ld、y ユ

^一丁*(1一が

_W dx

1型聖*‑1(1一が一C.

_W dχ 3

χ+Cう十C

^^

2

W

ここで,点 A (χ=0)での傾きが 0 より,

1互イ加*‑1(1一の'‑C,よって, C.

_W コ

また一点 A (χ=0)でのたわみが 0 より,

1型ゞ0.」・(1‑0)',C〆0‑C,よって, _W 12 ' ^C2

1χ

Wd

Wj

RA 四2

dWfo

RA 0

1 f3

=

dχ

がn

1

U

0 A

U A = =

Ξ2

(6)

*‑W‑(が一U"61Y一加斗ゞーんーが)

_24五1

^(61¥一心、ゞ)ーー(61、一心一、)ゞ

_{24Ξ1 24五ノ}

(6)幅h(0,厚さhの長方形断面の断面二次モーメント1(0は1ω*^となる。

従って,χの位置の断面上端音以y=ーー)に作用する曲げ応力σは,

2

U←) h

1(0 2 h(0が h(0が

12

題意より,原点(χ=0)および任意のχの位置における断面上端部の曲げ応力が'しいので,

3W(1‑oy 3W(1‑0'

W(1‑0、 h

.(・り那・が

で表される。

b(力が

(1ーリ゜

h(0

χ一

咽・0。ー・0‑j

1

1 h 1₊

)

﹁﹄h

ho

(7)

[ 4 ]

(D

金属①

金属③

金属⑤

ツケノレ

(2)

銅

a

ウム

フェライト

d セメンタイト

金属②

金属④