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基礎科目 令和3年度 Ⅰ-3-4

   

 下図に示すように断面積0.1m2,長さ2.0mの線形弾性体の棒の両端が固定壁に固定されている。この線形弾性体の縦弾性係数を2.0×103MPa,線膨張率を1.0×10-4K-1とする。最初に棒の温度は一様に10°Cで棒の応力はゼロであった。その後,棒の温度が一様に30°Cとなったときに棒に生じる応力として,最も適切なものはどれか。

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図 両端を固定された線形弾性体の棒

① 2.0MPaの引張応力

② 4.0MPaの引張応力

③ 4.0MPaの圧縮応力

④ 8.0MPaの引張応力

⑤ 8.0MPaの圧縮応力

 

解答・解説

解答

 ③

解説

 温度が20℃上がることによる線膨張率は

  1.0×10-4×20 = 2.0×10-3

となり,フックの法則から応力は

  2.0×103×2.0×10-3=4.0 [MPa]

となります。正の値のため圧縮応力であり,③が正解になります。

参考情報

過去の出題

 なし

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