Ⅰ類 機 械 専 門 問 題 平成24年５月施行 特別区職員 Ⅰ類採用試験 指示があるまで開いてはいけません。 注 意 １ 問題は、〔問題 〕から〔問題 解答してください。 〕まで 題あり、このうち 題を超えて解答した場合は、〔問題 たところで採点を終了し、 題を任意に選択して 〕以降解答数が を超えた分については採点しないので、注意してくださ い。 ２ 解答は解答用紙に記入してください。問題に記入しても採点しません。 ３ 解答時間は ４ 問題は持ち帰ってください。 時間 に達し 分です。 特 別 区 人 事 委 員 会 〔機械 問題 〕 次の問(１)、(２)に答えよ。 (１) 床 か ら の 高 さ の 水 平 で 滑 ら か な 台 が あ り、台 の 端 点 Ｏ の 真 上 の 点 Ｐ か ら、長 さ の 糸 で 質量2 のおもりＡがつり下げられている。そして、次の図のように、糸がたるまないようにお もりＡを点Ｐと同じ高さまで引き上げ、点Ｏに質量 のおもりＢを置いた。今、おもりＡを静か に放したところ、おもりＡはおもりＢに弾性衝突し、おもりＢが水平方向に飛び出して、床上の 点Ｒに落下した。このとき、次の問①∼③に答えよ。ただし、重力加速度を とし、空気抵抗及 び摩擦は無視する。 ① おもりＢに衝突する直前の、おもりＡ の速さ を求めよ。 ② おもりＡがおもりＢに衝突した直後の、 おもりＢの速さ を で表せ。 ③ 点Ｏと点Ｒの間の水平距離 を 及び で表せ。 Ａ2 Ｐ 90° Ｂ Ｏ Ｒ (２) 電気容量20μFのコンデンサーＡを極板間の電位差が200Vになるまで充電した後に、同じ電 気容量の充電されていないコンデンサーＢを高抵抗の導線で並列に接続した。このとき、次の問 ①∼③に答えよ。 ① ② ③ コンデンサーＢを接続する前の、コンデンサーＡに充電された電荷 C を求めよ。 コンデンサーＢを並列に接続した後の、極板間の電位差 V を求めよ。 コンデンサーＢを並列に接続した後の、コンデンサーＡ及びＢの電場に蓄えられているエネ ルギーの合計 J を求めよ。 機械専門 Ｐ１ 〔機械 問題 〕 次の図のように、左端が剛体壁に固定された丸棒Ａと右端が剛体壁に固定された丸棒Ｂの間に剛体Ｃ が挟まれている。丸棒Ａ及び丸棒Ｂの長さは、それぞれ 、 、直径はともに 、縦弾性係数はともに である。この丸棒の中心軸に沿って剛体Ｃに右向きの荷重 が作用しているとき、次の問(１)∼ (４)に答えよ。ただし、丸棒Ａと丸棒Ｂの中心軸は一致しており、丸棒及び剛体の自重は えないも のとする。 A (１) 両 側 の 剛 体 壁 の 反 力 す向きを正とする。 、 、 C と荷重 B の 関 係 を 式 で 表 せ。た だ し、そ れ ぞ れ の 力 は、図 に 示 (２) 、 、 、 、 を用いて、丸棒Ａの伸びλ及び丸棒Ｂの伸びλを表せ。 (３) 、 、 を用いて、反力 (４) 、 、 、 、 を用いて、剛体Ｃが右向きに移動した距離 を表せ。 及び を表せ。 機械専門 Ｐ２ 〔機械 問題 〕 次の問(１）、(２)に答えよ。 (１) 次の文は、理想気体の可逆断熱変化に関する記述であるが、文中の空所ア∼オに該当する語又 は式を解答欄に記入せよ。ただし、定圧比熱を 、定積比熱を 、 / ＝ κとする。 静的な閉じた系では、エネルギー保存を表す熱力学第１法則は、系の境界を横切る熱量δ と、 系の内部エネルギーの変化量d 及び系が周囲に作用する仕事δ を用いて次のように表される。 δ ＝ d ＋δ 準静的過程では、系の外力と圧力が釣り合っているので、 δ ＝d ＋ × ア 断熱変化なので、 0＝ イ ×d ＋ × ア 理想気体の状態方程式 ＝ R を全微分し、上の式を代入してd を消去すると、 R × ア ＋ ウ ＝− × × ア イ イ ＋R × × ア ＝− イ × ウ エ × × ア ＝− イ × ウ 変数を分離して、両辺を積分すると、 オ × ln ＋ ln ＝ 定数 したがって可逆断熱変化では、 × オ ＝ 定数 となる。 (２) 温度 ＝ 1500Kの高温熱源と周囲温度 ＝ 25.0℃を低温熱源とした可逆熱機関が、高温熱源 から1000kJの熱量 を得た。この場合のエクセルギー とアネルギー を求めよ。 機械専門 Ｐ３ 〔機械 問題 〕 次の問(１）、(２)に答えよ。 (１) 海水に浮かぶ氷の海面上の体積が220ⅿ のとき、氷の全重量 N を求めよ。ただし、氷の 密度ρ＝ 920㎏/ⅿ 、海水の密度ρ′＝ 1030㎏/ⅿ 、重力加速度 ＝ 9.81ⅿ/s とする。 (２) 次の図のような水平面内を一定角速度で回転する散水器がある。散水器の先端には２つのノズ ル出口があり、ノズルＡの出口は回転軸 から200㎜の半 径に位置し、ノズ ル Ｂの出口は回転軸 か ら 300㎜ の 半 径 に 位 置 し て い る。ど ち ら の ノ ズ ル も、開 口 面 積 は 0.960㎝ で あ る。そ れ ぞ れのノズルが流量0.480L/sの水をちょうど周方向に噴出しているとき、定常状態における回転数 rpm を求めよ。ただ し、ノズ ル出口では、水 は 水平面内 の速 度 成 分 の み を も ち、回 転 の 際 の摩擦は えないものとする。 ノズルＢ出口 90° 90° ノズルＡ出口 200㎜ 機械専門 300㎜ Ｐ４ 〔機械 問題 〕 次の問(１）、(２)に答えよ。 (１) 次の文は、金属の加工と熱処理に関する記述であるが、文中の空所ア∼オに該当する語を解答 欄に記入せよ。 金属の塑性加工において、加工温度が ア 温度より高い場合は イ 加工、低い場 合は ウ 加工という。特に ウ 加工では加工硬化が大きく、無理に加工を続けると 割れが生じることがある。そのため、 エ という熱処理を施して組織を調整し軟化させる。 ただし、 ア よりもさらに高温に加熱すると オ な結晶粒となり、機械的性質が悪化する。 (２) 亜共析鋼の標準組織（徐冷したときの組織）に関する次の問①、②に答えよ。ただし、共析点 を0.80mass ％ Cとする。 ① ② 炭素量と組織割合の関係について説明せよ。 0.20 mass ％ Cの標準組織を構成する組織の名称とその組織割合 ％ を解答欄に記入せよ。 機械専門 Ｐ５ 〔機械 問題 〕 次の問(１）、(２)に答えよ。 (１) 次の図は、フィードバック制御系の標準的な構成図であるが、図中の空所ア∼オに該当する語 を下の語群から１つずつ選び、その記号を解答欄に記入せよ。 イ 比 制御部 部 基準入力 ア 操作部 ウ オ ＜語群＞ Ａ 外乱 Ｅ 制御量 (２) 次の関数 ＝ Ｂ Ｆ 検出部 操作量 のラプラス逆変換 1 ＋1 Ｃ Ｇ 制御対象 調節部 を求めよ。 機械専門 Ｐ６ Ｄ Ｈ 制御偏差 目標値 エ
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![Ⅰ類B[一般方式] 筆記試験の概要（参考）](http://s3.expydoc.com/store/data/008369570_1-f451d6b64cedeadfd8d70acfc32f5fe3-250x500.png)
