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出典:令和07年度 機械設計技術者試験3級 第15問

問題 15

令和07年 - 機械設計技術者試験3級

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小問 1
問題 15-1
【前提条件】 下図に示すように、傾斜角度θの斜面の O 点に質量 m の物体を静かに置き、手を放す。物体は斜面を滑り落ち P 点に達した後、さらに滑り落ちるとする。ただし、以下の条件があるとする。① 物体と斜面との間に作用する摩擦係数はμとし、これによる摩擦力は滑り速度の影響を受けないとする。② 図における O 点、P 点は物体の重心の位置を示す。OP 間の距離は L とする。③ O 点は静止位置であり、ここを原点として Ox 軸(斜面に平行)に沿う運動を行う。以下の設問(1)~(5)に答えよ。g は重力加速度である。 物体の Ox 方向の運動方程式を表す式を、下記〔数式群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄にマークせよ。ただし、物体の運動の加速度をαとする。
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小問 2
問題 15-2
物体の点 P に対する点 O における位置エネルギ H を表す式を、下記〔数式群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄にマークせよ。
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小問 3
問題 15-3
物体が点 O から点 P に移動する間に消費する摩擦エネルギ U を表す式を、下記〔数式群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄にマークせよ。
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小問 4
問題 15-4
物体の重心が点 P を通過するときの速度を v とすると、その時の物体の有する運動エネルギ T を表す式を、下記〔数式群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄にマークせよ。
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小問 5
問題 15-5
(2)〜(4)の各エネルギに関して、エネルギ保存の法則を利用して点 P における速度 v を求めることができる。v を表す式を、下記〔数式群〕から選び、その番号を解答用紙の解答欄にマークせよ。
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