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令和2年度 公害防止管理者 騒音・振動特論 問20を解説|力の振動伝達率

令和2年度 騒音・振動特論 問20は、1自由度系の力の振動伝達率の値に関する問題です。加振振動数と固有振動数の関係ごとの記述のうち、誤っているものを選びます。

この問題のポイント

力の振動伝達率は、加振振動数fと固有振動数f0の比で大きく変わります。fがf0よりずっと小さい領域では減衰によらずほぼ1、f=√2 f0の交点では減衰によらずちょうど1、そこより上の防振域では1より小さくなり絶縁が働きます。引っかけの核心はこの防振域での減衰の効き方です。防振域では減衰比が小さいほど伝達率も小さく(絶縁が良く)なります。よって「減衰比が小さいほど大きくなる」は逆で、選択肢(5)が誤りです。

※ 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(5)(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)加振振動数が固有振動数よりずっと低い領域では、減衰によらず伝達率はほぼ1です。
(2)○(正しい)共振点付近では、減衰によらず伝達率は1より大きくなります。
(3)○(正しい)共振点で減衰比が小さいときは、伝達率はおよそ 1/(2ζ) になります。
(4)○(正しい)f=√2 f0 の交点では、減衰によらず伝達率はちょうど1です。
(5)×(誤り)防振域では減衰が小さいほど伝達率も小さくなります。大きくなるは逆です。

選択肢(5)のポイント(ここが誤り)

誤りは、防振域での減衰の効果を逆にした点です。加振振動数が固有振動数の√2倍を超える防振域では、伝達率は1より小さくなって絶縁が働きます。この領域では、減衰比が小さいほど伝達率が小さく(絶縁が良く)なり、減衰を大きくすると伝達率は逆に大きく(絶縁が悪く)なります。つまり「減衰比が小さいほど大きくなる」は向きが真逆で、防振域では減衰のかけ過ぎがむしろ不利になります。

覚え方

  • 力の伝達率は加振/固有の比で決まる。
  • f=√2 f0 が境目(伝達率=1、減衰によらない)。これより上が防振域。
  • 防振域では減衰は控えめが有利(かけ過ぎると絶縁が悪化)。

理解度チェック

Q.

力の振動伝達率が減衰によらずちょうど1になるのは、加振振動数がいくらのときか?

f=√2 f0のときです。ここが防振域の入口の目安になります。

Q.

防振域では、減衰を大きくすると伝達率はどうなるか?

大きくなり絶縁が悪くなります。防振域では減衰は控えめのほうが有利です。

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出典

  • 一般社団法人 産業環境管理協会「令和2年度 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動特論 問題・正解」(公式PDF