技術士一次試験・選択問題の解答例を公開！解答の考え方やポイントも解説。
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正答
② a：k1k2／(k1＋k2)、b：k1＋k2
解き方のポイント
合成ばね定数の問題です。「見た目が横並びかどうか」ではなく「両方のばねに同じ力がかかるか、同じ変位が生じるか」で判断してください。ここを取り違えると必ず落とします。
図(a)は壁からk1、k2と一列につながっている直列です。直列では両方のばねに同じ力が伝わり、変位が足し算になります。1／K＝1／k1＋1／k2 より K＝k1k2／(k1＋k2) です。
図(b)は質点を左右の壁から挟み込む形です。見た目は一直線ですが、質点が動くと両方のばねが同じ量だけ変形し、力が足し算になります。つまり並列と同じ扱いで K＝k1＋k2 です。
図(b)を直列と誤読させるのがこの問題の狙いです。「両端が固定壁につながっている＝並列」と覚えてください。
なお直列の合成ばね定数は必ず個々のばね定数より小さくなり、並列は必ず大きくなります。この大小関係で答えを検算できます。
この問題で問われている知識
合成ばね定数／直列ばね／並列ばね／等価ばね定数
