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令和6年度 公害防止管理者 騒音・振動概論 問22を解説|正弦振動

令和6年度 騒音・振動概論 問22は、正弦振動の量(振動数・振幅・速度・加速度・実効値)に関する正誤問題です。誤っているものを選びます。

この問題のポイント

正弦振動では、変位・速度・加速度は同じ振動数で変化しますが、互いに位相がずれています。変位を基準にすると、速度は90度、加速度は180度ずれます。分かれ目は速度と加速度の位相関係で、両者の位相差は90度であり、逆位相(180度差)ではありません。逆位相の関係にあるのは変位と加速度です。選択肢(4)はこの組合せを取り違えています。

※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。

正解:選択肢(4)(誤っている記述)

各選択肢の正誤

選択肢正誤解説
(1)○(正しい)振動数は周期の逆数で表されます。正しい記述です。
(2)○(正しい)振幅は、基準値(平均値)からの波形の山の高さです。正しい記述です。
(3)○(正しい)加速度振幅は、速度振幅に角振動数を乗じた値になります。正しい記述です。
(4)×(誤り)速度と加速度の位相差は90度で、「逆位相」とする点が誤りです。逆位相は変位と加速度です。
(5)○(正しい)正弦振動の実効値は、振幅の1/√2倍です。正しい記述です。

選択肢(4)のポイント(ここが誤り)

変位を基準にすると、速度は変位より90度進み、加速度は変位より180度進みます。したがって速度と加速度の位相差は90度であり、正反対の向き(逆位相=180度差)ではありません。逆位相の関係になるのは変位と加速度で、変位が正の最大のとき加速度は負の最大になります。選択肢(4)は、逆位相になる組合せ(変位と加速度)と、90度ずれる組合せ(速度と加速度)を入れ替えてしまっている点が誤りです。

覚え方

  • 変位を基準に、速度は90度、加速度は180度ずれる。速度と加速度の差は90度。
  • 逆位相(180度)なのは変位と加速度。実効値は振幅の1/√2倍。

理解度チェック

Q.

正弦振動で速度と加速度の位相差は?

90度です。逆位相(180度差)ではありません。逆位相になるのは変位と加速度です。

Q.

正弦振動の実効値は振幅の何倍?

1/√2倍(約0.707倍)です。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和6年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 問題・正解」(公式PDF