前回流体に関して解きましたが、なぜかブログのアクセス数がぐんとアップしていました。大方予想はつきますが(笑)
まあいいや、ネタが無いのでそんなの気にせずに更新します。
【問1】下図の電力メーターの内部構造を推測して図示せよ。また、表示されている電力消費量を読み取れ。
【解答】左に行くほど大きなギアになっており、ひとつ左隣歯の数は10倍になっている。 下図は模式的で、実際は遊星歯車などを用いて大幅な減速を行なっていると考えられる。
また、読み取れる電力量は[7797kWh]
【問2】自転車のカンチレバー式ブレーキでは、ブレーキレバーを握るとケーブルが引き出され、その終端に結合したブレーキアームがリムに向けて回転するが、反対側のアームも押され、左右均等にブレーキが掛かる理由は何か？
【解答】ブレーキアームは内蔵されたねじりバネにより、リムから離れる方向に力が働いている。左右の上端は山形ケーブルで接続されており、その中央を、 ブレーキレバーからのケーブルで上に引くことにより、アームのパッドがリムに押し付けられブレーキが掛かる。山形ケーブルの中央にはちどりやリンクワイヤーがあり、それらがインナーワイヤーに接続されていることにより、片方のケーブルを引っ張るだけで、対称にブレーキが掛かる。
【問3】吊り橋のメインケーブルが総断面積が同じ1本の丸鋼材ではなく、多数の小径のワイヤーから構成されている理由を、製造の難易以外の観点から説明せよ。
【解答】 吊り橋のメインケーブルなどは、素線と呼ばれる直径数mmの鋼線が多数まとまったストランドを、更にいくつもまとめたものである。この、素線数やストランド数が増加することで柔軟性が増すが、逆に耐磨耗性や耐形くずれ性などが劣ってくる。しかし、1本の丸鋼材で作った場合、柔軟性が足りず、曲げ(モーメント)への耐久力が低下してしまう。このため、吊り橋などメインケーブルは多数の素線を用いることで、より長く大きな物を作ることが出来る。
＜追記＞2/7 14:09
【問1】の図示だが、カウンターギアを用いれば現実的に行けるんじゃないか？という意見を参考にして、CADで外形だけを作ってみた。それぞれが1:10のカウンターギアになっており、外輪ギアのピッチがより小さければ1:10でも行けるのではないかと思う。
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