技術士第一次試験 基礎科目 H30
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問題 17 / 30
出典: 平成30年度技術士第一次試験問題［基礎科目］ Ⅰ－3-5下図に示すように、重力場中で質量mの質点がバネにつり下げられている系を考える。ここで、バネの上端は固定されており、バネ定数はk（＞0）、重力の加速度はg、質点の変位はuとする。次の記述のうち最も不適切なものはどれか。
①質点に作用する力の釣合い方程式は、ku＝mg と表すことができる。
②全ポテンシャルエネルギー（＝内部ポテンシャルエネルギー＋外力のポテンシャルエネルギー）Πₚは、Πₚ＝(1/2)ku²−mgu と表すことができる。
③質点の釣合い位置において、全ポテンシャルエネルギーΠₚは最大となる。
④質点に作用する力の釣合い方程式は、全ポテンシャルエネルギーΠₚの停留条件 dΠₚ/du＝0 から求めることができる。
⑤全ポテンシャルエネルギーΠₚの極値問題として静力学問題を取り扱うことが、有限要素法の固体力学解析の基礎となっている。