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理由で解く 理学療法士

QP56A012 基礎理学療法学

出典:第56回理学療法士国家試験(2021)午前 問12
問題
図に示す方法で股関節に30Nmの外転トルクを生じさせる等尺性筋力増強運動を行った。作用点Bの力として正しいのはどれか。
図
選択肢
1 5.1 kgf
2 10.2 kgf
3 15.3 kgf
4 20.4 kgf
5 25.5 kgf
解答
正解2(10.2 kgf)
解説

トルク=力×モーメントアームより、作用点Bの力=30Nm÷0.30m=100N≒10.2 kgf。

図は等尺性外転筋力の測定・訓練セットアップで、A(股関節中心)が回転中心、B(作用点)に力が加わり、A−B間の長さa=30cm=0.30mがモーメントアーム(力の腕)となる。トルク(モーメント)=力×モーメントアームの関係から、必要な作用点の力F=トルク÷モーメントアーム=30Nm÷0.30m=100N。これをkgf(重力単位)に換算すると、1kgf≒9.8Nより、100N÷9.8≒10.2 kgf。したがって作用点Bの力は10.2 kgfとなる。距離を誤って0.15mとすると200N(20.4kgf)になるなど、モーメントアームの取り違えが誤答の要因となる。

✗ 1. 誤り
5.1 kgf
約50Nに相当。モーメントアームを0.60mと誤るか、値を半分にした場合の誤答
✓ 2. 正しい
10.2 kgf
トルク30Nm÷モーメントアームa=0.30m=100N、100N÷9.8≒10.2 kgf。図のA−B間30cmをアームとした正しい値
✗ 3. 誤り
15.3 kgf
約150Nに相当し過大
✗ 4. 誤り
20.4 kgf
約200N。モーメントアームを0.15m(半分)と誤ると得られる値
✗ 5. 誤り
25.5 kgf
約250Nに相当し過大
ポイント
  • トルク=力×モーメントアーム
  • 力=トルク÷モーメントアーム
  • 1 kgf=9.8 N の換算
比較表
トルク計算の基本
項目内容
トルク力×モーメントアーム(Nm)
力の算出F=30Nm÷0.3m=100N
kgf換算100N÷9.8≒10.2kgf
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