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消防設備士 基礎的知識(機械)の過去問対策・練習問題16問
力・圧力・熱・材料など、機械分野の基礎をまとめています。同じ16問を各類で共有しているため、ここで解説を読み、受験する類を選んで練習できます。第1〜3類は電気分野も出題されるため、このページだけで基礎科目全体を終えたことにはなりません。
全16問に解説と出典を掲載し、16問の根拠を確認しています。掲載問題は公式過去問の転載ではなく、同じ論点を問うオリジナル問題です。
受験する類の出題数と練習入口
本番の問題数は科目免除のない場合です。「収録」は当サイトの練習問題数を表します。
| 区分 | 本番の出題数 | 学習範囲 | 収録 | 練習する |
|---|---|---|---|---|
| 乙種 第1・2・3類 第1類、第2類、第3類 | 機械3問+電気2問 他分野:構造・機能12問/規格3問 | このページは機械分野。電気分野も別に学習が必要 | 16問 | 第1類、第2類、第3類で5問解く |
| 乙種 第5・6類 第5類、第6類 | 機械5問 他分野:構造・機能9問/規格6問 | 基礎的知識の機械分野 | 16問 | 第5類、第6類で5問解く |
| 甲種 第1・2・3類 第1類、第2類、第3類 | 機械6問+電気4問 他分野:構造・機能16問/規格4問 | このページは機械分野。電気分野も別に学習が必要 | 16問 | 第1類、第2類、第3類で5問解く |
| 甲種 第5類 第5類 | 機械10問 他分野:構造・機能12問/規格8問 | 基礎的知識の機械分野 | 16問 | 第5類で5問解く |
出典:消防試験研究センター「試験科目及び問題数」(2026年9月20日確認)。甲種の実技は鑑別等・製図、乙種は鑑別等があり、当サイトの練習は筆記用です。
乙1の基礎は機械3問+電気2問|水を送る圧力と流体
この科目の練習問題は全16問です。収録論点の例:力学(6問)、材料(2問)、気体(2問)。この内訳は当サイトの収録数で、本試験の出題配分ではありません。
乙1の基礎的知識は機械3問+電気2問の計5問です。このページで練習するのは機械分野です。乙1の設備はポンプで水に圧力をかけて配管で送るものなので、機械の基礎で出る圧力・流体・材料の強さは構造・機能の科目の前提知識になります。乙6の受験者が「消火器のための科目」として学ぶ内容を、乙1では配管と水源のために使います。乙1で特に効くのは流体と応力で、圧力の単位換算と配管材料の許容応力は構造・機能でも姿を変えて出ます。
機械分野の復習には、乙6向けに書いた基礎的知識(機械)5問の攻略を参考にできます。甲種第1類の基礎的知識は機械6問+電気4問の計10問です。甲・乙とも、電気分野を別に学習してください。
機械の基礎5問は消火器の「圧力と材料」を読むための科目
この科目の練習問題は全16問です。収録論点の例:力学(6問)、材料(2問)、気体(2問)。この内訳は当サイトの収録数で、本試験の出題配分ではありません。
基礎的知識(機械)は5問。乙6の受験者が最も身構える科目ですが、消火器は容器に圧力をかけて薬剤を押し出す機械なので、ここで問う圧力・応力・材料はそのまま構造・機能の科目の土台です。足切りは5問中2問で、5科目でいちばん低い本数で通過できます。計算が要る論点は限られていて、残りは「用語の定義を選ぶ」形が中心になります。機械分野の練習問題は乙1と共用しています。乙1の基礎的知識は機械3問+電気2問なので、電気分野は別に学習が必要です。
出る計算を2つの式に絞った解説は基礎的知識(機械)5問の攻略へ。
掲載問題(全16問)
炭素鋼を高い温度まで加熱してから急に冷やす熱処理の呼び名はどれか。
- 焼入れ
- 浸炭
- 焼もどし
- 焼ならし
- 焼なまし
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正解 1焼入れ
急に冷やすと組織が硬い状態のまま固定され、硬さが上がります。これが焼入れです。
関連知識・ひっかけを読む
焼入れしただけの鋼はもろいので、そのあと焼もどしをしてねばりを戻すのが普通の流れです。
質量10,000kgの物体が秒速10mで動いているときの運動エネルギーとして、正しいものはどれか。
- 720kJ
- 500kJ
- 250kJ
- 1,000kJ
- 360kJ
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正解 2500kJ
運動エネルギーは 1/2 × 質量 × 速度の2乗 で求めます。1/2 × 10,000 × 10² = 500,000 J = 500kJ です。
関連知識・ひっかけを読む
速度が2乗で効くので、速さが2倍になるとエネルギーは4倍になります。時速で与えられたら、まず秒速に直す(36km/h=10m/s)ことを忘れないでください。
断面積400mm²の棒に50,000Nの圧縮荷重を加えたときの圧縮応力として、正しいものはどれか。
- 12.5MPa
- 1,250MPa
- 200MPa
- 125MPa
- 20MPa
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正解 4125MPa
応力は 荷重 ÷ 断面積 です。50,000N ÷ 400mm² = 125N/mm²。1N/mm² = 1MPa なので125MPaになります。
関連知識・ひっかけを読む
N/mm² と MPa が同じ単位であることを知っていれば計算はすぐ終わります。断面積を求める逆算の形でもよく出ます。
理想気体の説明として、最も適切なものはどれか。
- ボイル・シャルルの法則が完全に成り立つ気体
- 0℃・1気圧における空気
- 温度変化に関係なく熱伝導率が一定の気体
- 水素1グラム分子
- 圧力が変化しない気体
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正解 1ボイル・シャルルの法則が完全に成り立つ気体
理想気体とは、分子の体積や分子間の力を無視できるものとして扱う気体で、ボイル・シャルルの法則がそのまま成り立ちます。
関連知識・ひっかけを読む
ボイルの法則は「温度一定なら圧力と体積は反比例」、シャルルの法則は「圧力一定なら体積は絶対温度に比例」です。合わせて PV/T =一定 になります。
理想気体の説明として、最も適切なものはどれか。
- 0℃・1気圧における空気
- 水素1グラム分子のこと
- 温度が変わっても熱伝導率が一定の気体
- ボイル・シャルルの法則が完全に成り立つ気体
- 圧力を加えても体積が変わらない気体
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正解 4ボイル・シャルルの法則が完全に成り立つ気体
実際の気体は分子の大きさや分子間の力があるため、法則から少しずれます。そのずれがまったくないと考えた気体が理想気体です。
関連知識・ひっかけを読む
消火器の加圧用ガスの計算では、この理想気体として扱って差し支えない範囲で考えます。
力のモーメントの大きさの求め方として、正しいものはどれか。
- 質量 × 加速度
- 力の大きさ ÷ 距離
- 力の大きさ × 回転の中心から力の作用線までの距離
- 力の大きさ × 時間
- 力の大きさ × 速度
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正解 3力の大きさ × 回転の中心から力の作用線までの距離
力のモーメントは物を回そうとする働きです。その大きさは、力の大きさと、回転の中心から力の作用線までの垂直距離の積で表します。単位はN・mです。
関連知識・ひっかけを読む
同じ力なら、回転の中心から作用線までの垂直距離が大きいほどモーメントも大きくなります。スパナの柄に直角に力を加える場合、柄が長いほど小さい力で回せます。
荷重の種類のうち、材料を引き伸ばす方向に働くものはどれか。
- 引張荷重
- 圧縮荷重
- ねじり荷重
- 曲げ荷重
- せん断荷重
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正解 1引張荷重
荷重は働く向きで分類します。引き伸ばすのが引張、押し縮めるのが圧縮、ずらすのがせん断、曲げるのが曲げ、ねじるのがねじりです。
関連知識・ひっかけを読む
一様な断面の棒を軸方向に引っ張る場合、平均引張応力は荷重÷断面積です。曲げやねじりに、この式だけをそのまま当てはめることはできません。
定常流における流れの連続の式として、正しいものはどれか。
- 流量Qは流速vの2乗に比例する
- 流速vは断面積Aに比例する
- 流量Qは断面積Aに反比例する
- 流量Q=断面積A×流速v が、どの断面でも等しい
- 流量Q=断面積A÷流速v が、どの断面でも等しい
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正解 4流量Q=断面積A×流速v が、どの断面でも等しい
途中で水が増えたり減ったりしないなら、どの断面を通る量も同じです。だから断面積×流速がどこでも等しくなります。
関連知識・ひっかけを読む
管が細くなると断面積が小さくなるので、そのぶん流速が速くなります。ノズルの先を絞ると勢いよく飛ぶのはこの関係によるものです。
金属材料の性質を表す用語について、正しいものはどれか。
- 展性とは、引き伸ばして線状にできる性質のことである
- 延性とは、たたいて薄く広げられる性質のことである
- 展性とは、たたいて薄く広げられる性質のことである
- じん性とは、硬さのことである
- 弾性とは、力を除いても変形が残る性質のことである
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正解 3展性とは、たたいて薄く広げられる性質のことである
展性は「たたいて薄く広げられる」、延性は「引き伸ばして線にできる」性質です。展性と延性の説明を逆にしないよう区別します。
関連知識・ひっかけを読む
弾性は力を除けば元に戻る性質、塑性は変形が残る性質、じん性は材料の壊れにくさを表します。じん性を硬さと同じ意味で扱わないようにします。
質量2,000kgの台車が時速72kmで走っているときの運動エネルギーはいくらか。
- 800kJ
- 200kJ
- 400kJ
- 100kJ
- 1,000kJ
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正解 3400kJ
まず時速を秒速に直します。72km/h ÷ 3.6 = 20m/s。運動エネルギーは ½×質量×速さの2乗なので、0.5×2,000×20×20 = 400,000J = 400kJ です。
関連知識・ひっかけを読む
つまずくのはたいてい単位です。km/h のまま計算すると桁が合わなくなります。3.6で割って m/s にするところまでを型にしてしまいます。
断面積300mm²の軟鋼棒に、軸方向へ30,000Nの圧縮荷重を加えたときの圧縮応力はいくらか。
- 150MPa
- 50MPa
- 200MPa
- 300MPa
- 100MPa
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正解 5100MPa
応力は荷重を断面積で割った値です。30,000N ÷ 300mm² = 100N/mm²。1N/mm² が 1MPa なので100MPaになります。
関連知識・ひっかけを読む
N/mm² と MPa が同じ単位だと知っていれば、換算で迷いません。逆に応力と断面積から荷重を求める形でも出ます。
長さ2mの丸棒に引張荷重を加えたところ、全長が1mm伸びた。このときの縦ひずみとして、正しいものはどれか。
- 0.005
- 0.0005
- 0.5
- 2,000
- 0.05
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正解 20.0005
ひずみは「変形量 ÷ もとの長さ」で、単位のない数です。もとの長さ2m=2,000mm、伸び1mmなので、1 ÷ 2,000 = 0.0005 になります。分母と分子の単位をそろえるのがポイントです。
関連知識・ひっかけを読む
1mm ÷ 2m をそのまま割って0.5としてしまうのが典型的な間違いです。ひずみは単位のない比なので、必ず同じ単位(mmならmm)に直してから割ります。応力(N/mm²)とひずみの比が縦弾性係数です。
引張強さが400N/mm²の材料を、許容応力80N/mm²で使用するときの安全率として、正しいものはどれか。
- 320
- 0.2
- 480
- 5
- 4
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正解 45
安全率は「材料の基準となる強さ ÷ 許容応力」です。400 ÷ 80 = 5 となります。実際にかけてよい応力を、壊れる応力の5分の1に抑えている、という意味です。
関連知識・ひっかけを読む
逆に割って0.2とすると安全率が1未満になり、意味が通りません。安全率は必ず1より大きい数です。引張強さと許容応力の差(320)や和(480)を答えないように、割り算であることを押さえてください。
質量と摩擦を無視できる定滑車1個と動滑車1個を組み合わせて、重さ600Nの荷を一定の速さで引き上げるとき、ロープを引く力として正しいものはどれか。
- 300N
- 1,200N
- 600N
- 150N
- 200N
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正解 1300N
動滑車1個では、荷の重さを2本のロープで分けて支えるので、引く力は荷の重さの2分の1で済みます。600N ÷ 2 = 300N です。定滑車は力の向きを変えるだけで、力の大きさは変えません。
関連知識・ひっかけを読む
力が半分になる代わりに、ロープを引く長さは荷が上がる高さの2倍になります。仕事の量(力×距離)は変わりません。定滑車だけなら引く力は荷の重さと同じ600Nです。
支点から左に2.0mの位置に300Nの力が下向きに加わっている棒を水平につり合わせるとき、支点から右に1.5mの位置に下向きに加える力として、正しいものはどれか。
- 200N
- 400N
- 300N
- 225N
- 600N
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正解 2400N
つり合いの条件は、支点まわりの左回りのモーメントと右回りのモーメントが等しいことです。左側は300N × 2.0m = 600N・m なので、右側も600N・mになるように、600 ÷ 1.5 = 400N が必要です。
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支点に近い側ほど大きな力が必要になります。てこの原理そのものです。「力×距離」を逆に割って225Nとしたり、距離の比を無視して300Nとしたりするのが典型的な間違いです。
重さ500Nの物体を、10秒かけて4m持ち上げたときの仕事率として、正しいものはどれか。
- 20W
- 50W
- 125W
- 2,000W
- 200W
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正解 5200W
仕事は「力×距離」なので、500N × 4m = 2,000J です。仕事率は「仕事 ÷ 時間」なので、2,000J ÷ 10秒 = 200W になります。1W は1秒間に1Jの仕事をする速さです。
関連知識・ひっかけを読む
2,000W と答えるのは仕事(J)と仕事率(W)を取り違えた場合です。「どれだけの仕事を」が J、「どれだけ速く」が W と区別してください。同じ仕事でも、時間を半分にすれば仕事率は2倍になります。
関連する解説
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問題データ最終更新:2026-08-14