○高校卒程度技術（機械）専門試験問題
問１ 次の（１）～（９）の各記述について、 （ ）内の空欄に入る最も適切な語 句を、それぞれの語句群の中から選び、その数字を解答欄に記入しなさい。
なお、 （ ）に同じアルファベットを記載している場合は、同じ語句が該当す る。
（１） 接触している二つの物体が（ Ａ ）に運動しようとするとき、または運動 しているとき、その接触面で、運動を阻止しようとする抵抗が生じる。この現 象を（ Ｂ ）という。
接触する二つの物体が滑り運動するとき、この運動を阻止しようとする現象 を（ Ｃ ）という。 （ Ｃ ）には、物体が滑り始めるまでに発生する（ Ｄ ） と滑っている間に発生する（ Ｅ ）がある。
語句群： ［①絶対的 ②粘性 ③転がり摩擦 ④静摩擦 ⑤摩擦 ⑥滑り摩擦
⑦相対的 ⑧動摩擦］
（２） 機械や構造物の各部分を実際に使用する場合に、各部分に生じる応力を
（ Ａ ）応力という。これに対して部材が安全であるために許される最大の 応力で、設計の基礎に用いられる応力を（ Ｂ ）応力という。したがって、
設計においては、 （ Ｂ ）応力は（ Ａ ）応力と等しいか、それより（ Ｃ ） なければならない。
一般に（ Ｂ ）応力の値は、材料の（ Ｄ ）を（ Ｅ ）で割って決め る。
語句群： ［①安全率 ②結合 ③使用 ④基準強さ ⑤収縮 ⑥小さく
⑦大きく ⑧許容］
（３） 金属を加熱した時、特定の温度で原子の配列が乱れて（ Ａ ）がくずれ、
固体から融液に変化する。この現象を（ Ｂ ）といい、その時点の温度を
（ Ｃ ）という。また、溶けた金属を徐々に冷却した時、ある温度に達する と（ Ａ ）の核が各所にでき、その核が成長してすべて固体となる。融液か ら固体に変わることを（ Ｄ ）といい、この時点の温度を（ Ｅ ）という。
語句群： ［①原子 ②凝集 ③凝固点 ④融点 ⑤凝固 ⑥融解 ⑦沸点
⑧結晶］
（４） 鋳鉄の組織は炭素の状態によって、炭素が遊離して黒鉛の状態で存在する破 面が灰色の（ Ａ ）鋳鉄、炭素が鉄と化合してセメンタイトとなって存在す る（ Ｂ ）鋳鉄、これらが混合したまだら鋳鉄の３種類に分類できる。鋳鉄 の組織においては、含まれる炭素、けい素の量が（ Ｃ ）と黒鉛になりやす く、 （ Ｄ ）とセメンタイトになりやすい。また、冷却速度が速いと（ Ｅ ） になりやすく、遅いと（ Ｆ ）になりやすい。
語句群： ［①オーステナイト ②黒 ③多い ④ねずみ ⑤マルテンサイト
⑥少ない ⑦白 ⑧黒鉛 ⑨セメンタイト ⑩灰色］
（５） 金属材料はある温度以上に加熱した時、溶けて流動状態になる性質があり、
これを（ Ａ ）という。この性質を利用する工作法には、鋳造や（ Ｂ ） などがある。
大きな力を加えて、薄くしたり、細くしたり、曲げたりなど変形できる性質 を（ Ｃ ）という。この性質を利用する工作法を（ Ｄ ）加工といい、鍛 造や圧延加工などがある。
また金属材料を削る場合、材料の種類によって削りやすさが違い、このよう な性質を（ Ｅ ）という。この性質を利用する工作法には、切削加工や（ Ｆ ） 加工などがある。
語句群： ［①溶接性 ②弾性 ③研削 ④塑性 ⑤被削性 ⑥展延性 ⑦鋳造 ⑧可融性 ⑨溶接 ⑩せん断］
（６） 流体に働く（ Ａ ）が増大すると体積が減少していく。この性質を（ Ｂ ） と呼ぶ。
気体は（ Ｂ ）流体として扱われるが、水や油などの液体は一般的に
（ Ｃ ）流体として扱われる。
また、流体には流れに対して抵抗する性質があり、その程度を表す量を
（ Ｄ ）という。（ Ｄ ）は（ Ｅ ）の場合では温度の上昇とともに減 少し、 （ Ｆ ）の場合では増加する。
語句群： ［①圧力 ②密度 ③粘度 ④温度 ⑤湿度 ⑥圧縮性 ⑦非圧縮性
⑧液体 ⑨固体 ⑩気体］
（７） 流体がもつエネルギーには、機械的エネルギーと（ Ａ ）エネルギーがあ り、さらに機械的エネルギーには、 （ Ｂ ）エネルギーや重力による（ Ｃ ） エネルギーのほかに、圧力エネルギーもある。この機械的エネルギーは、流れ の状態によって相互に（ Ｄ ）していくが、その総量は（ Ｅ ）の値を保 つので、エネルギー（ Ｆ ）則が成立する。
語句群： ［①速度 ②比圧力 ③変化 ④一定 ⑤外部 ⑥運動 ⑦保存 ⑧熱 ⑨位置 ⑩内部］
（８） 流体が管路を流れているとき、弁などで管路を急に閉じると、弁の（ Ａ ） で急激な圧力上昇が起こり、管や弁、その他の装置が破壊されることがある。
これを（ Ｂ ）と呼ぶ。この現象は、 （ Ｃ ）エネルギーの急激な減少が、
（ Ｄ ）のエネルギーの急激な増加をもたらすことにより発生するため、水 車やポンプのような流体機械では、急激な（ Ｅ ）の変化を起こさないよう に運転を制御する必要がある。
語句群： ［①圧力 ②キャビテーション ③上流 ④位置 ⑤下流
⑥水撃作用 ⑦運動 ⑧流速］
（９） アクチュエーターは、エネルギーを機械的な動きに変換する機器であり、駆 動エネルギー源により電気系、空気圧系及び油圧系に分類することができる。
電流と（ Ａ ）の相互作用によって（ Ｂ ）を得るモータは、代表的なア クチュエーターであり、空気圧・油圧などの圧力によって（ Ｃ ）を発生す る空気圧シリンダ・油圧シリンダもアクチュエーターである。
制御に関しては（ Ｄ ）系のものが最も扱いやすく、（ Ｅ ）系は力が 強いものの動作速度がやや遅く、（ Ｆ ）系は動作速度が速いものの力がや や弱い。
語句群： ［①電圧 ②直線運動 ③空気圧 ④電流 ⑤油圧 ⑥磁気
⑦回転運動 ⑧電気 ⑨機械 ⑩電子］
問２ 次の（１）～（８）の問いに答えなさい。なお、【答】は指示している単位で の数値を記入し、（２）以降の問いは計算式も記入しなさい。
ただし、円周率π＝3、重力加速度 g＝9.8［m/s
2］として計算すること。
（１） 次の①～⑥の単位を換算しなさい。
① 9.8［Pa］は、何［N/m
2］か。
② 100［m/s］は、何［km/h］か。
③ 1［kg･m/s
2］は、何［N］か。
④ 100［rad/s］は、何［min
-1(rpm)］か。
⑤ 360［度］は、何π［rad］か。
⑥ 1000［J/s］は、何［kW］か。
（２） エレベータに質量 50kg の人間が乗っている。静止している場合の人間に働 く重力を求めなさい。また、エレベータが加速度 3m/s
2で上階へ動きだす時、
乗っている人間がエレベータの床を押す力を求めなさい。
（３） 旋盤において、主軸の回転速度が 800min
-1の時の角速度を求めなさい。また、
この回転速度で外径 25mm の丸棒を切削する時、切削速度（周速度）を求めな さい。
（４） 全揚程 20m、吐き出し量 9m
3/min のポンプで揚水する時、水動力を求めなさ い。また、ポンプ効率を 70%とする場合の軸動力を求めなさい。ただし、流体 の密度は 1,000kg/m
3とする。
（５） シリンダの内部に閉じ込められた気体を加熱したところ、この気体が膨張し
て内部エネルギーが 50kJ 増加し、外部に対して 10kJ の仕事をした。この場合
の加えた熱量を求めなさい。また、外部に行った仕事がピストンを 100mm 移動
させた場合のピストンの面積を求めなさい。ただし、気体は圧力一定のまま膨
張したものとし、気体の圧力は 1,000kPa とする。
（６） 下図のように、ω＝4N/mm の等分布荷重が加わった両端支持はりにおいて、
支点の反力 R
A、R
Bを求めなさい。ただし、はりの自重は無視できるものとする。
（７） 直径 20mm、長さ 2m の丸棒が 300kN の圧縮加重を受けた時の応力を求めなさ い。また、この丸棒が 2mm 伸びた場合の縦ひずみを求めなさい。
（８） 下図のような断面①、②の直径がそれぞれｄ
1＝100mm、ｄ
2＝300mm で断面① を流体が流速 1.8m/s で通過する場合、断面②における流速を求めなさい。ま た、流量も求めなさい。ただし、管路の途中で流体の出入りはないものとする。
断面① 断面②
ｄ1＝100mm ｄ2＝300mm Ｂ
Ａ
ＲA ＲB
4N/mm
800mm 1000mm
問３ 次の①～⑩の各記述について、正しいものには「○」を、誤っているものには
「×」を解答欄に記入しなさい。
① 材料に一定の荷重を長時間加えると、時間とともにひずみが増加する。このよ うな現象をクリープという。
② 「物体Ａが物体Ｂに力を働かせたとき、同時に物体Ｂも物体Ａに力を働かせた ことになる。この二つの力は向きが反対で大きさが等しい。」これを運動の第二 法則という。
③ 炭素鋼の性質を改善したりするために、一定の温度に加熱した後、空冷する処 理を焼きならしという。
④ 機械構造用炭素鋼鋼材の材質記号「Ｓ３０Ｃ」の３０は最低引張強さを表して いる。
⑤ 試験片の表面に残ったくぼみの直径から硬さを求める試験をビッカース硬さ 試験という。
⑥ ターボポンプは、インペラと呼ばれる羽根車をケーシング内で回転させ、液体 にエネルギーを与えて連続的に送り出す流体機械である。
⑦ 代替フロンは、オゾン層破壊係数は０であるが、地球温暖化に影響を与える可 能性のある温室効果ガスである。
⑧ マイクロスイッチは、スナップ動作機構を持ち、規定された動きと規定された 力で開閉動作する小形のスイッチである。
⑨ ４行程ガソリン機関は、ピストンが２往復する間に吸気・圧縮・膨張・排気の 一連の行程を行う。
⑩ ラダー言語は、ＰＣの制御言語におけるプログラム記述法の一つで最もよく利
用されている。
平面図
正面図 右側面図
