解説:H.sin氏(機械部門)
令和4年
Ⅲ-7
下図に示すように,同一材質の丸棒A(直径d,長さl)と丸棒B(直径3d,長さ3l)の一端が剛体壁に固定され,他端にねじりモーメントTAとTBがそれぞれ作用しているとき,丸棒Aと丸棒Bの両端間のねじれ角が等しくなった。このとき,ねじりモーメントの比TA/TBとして,適切なものがどれか。
①27 ②3 ③1 ④1/3 ⑤1/27
解説
[解くために必要な知識]
ねじれ角θ=lΔθ=Tl/GIp
丸棒のIp=πd4/64
では、問題を解いていきます。
丸棒Aのねじれ角
θA=TAl/(G・πd4/64)
丸棒Bのねじれ角
θB=TB(3l)/{(G・π(3d)4/64}
θAとθBが同じなので
TAl/(G・πd4/64)=TB(3l)/{(G・π(3d)4/64}
左右の項で同じものを消していくと
TAl/d4=TB3l/(3d)4
さらに式を変形し求めるべきTA/TBの形をつくる。
TA/TB=3/34= 1/27
よって回答は⑤となる。
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