はじめに
以下は，三級海技士（機関）の筆記試験 「機関3」の計算問題（1）に関する過去問題です。
※ 出題は，平成22年10月から令和7年７月定期試験までの問題を調べたものです。（類）は，類似の問題を示します。解答は一緒です。平成＝H，令和＝Rに年／月を数字で示しております。
燃料消費
〔問題〕
16ノットで航行して1日34tの燃料油を消費する船が，100tの燃料油で1536海里を航行するためには，何ノットで航行すればよいか。ただし，一定航程を航行するのに要する燃料消費量は，船速の2乗に比例するものとする。 【出題：H25/07】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔H23/04〕15ノット，1日56t，350tの燃料油，3000海里
〔H30/02〕15ノット，1日50t，432tの燃料油，4860海里
〔R06/04〕18ノット，1日46t，405t，3888海里
正味熱効率
〔問題〕
あるディーゼル機関が軸出力1470kW｛2000PS｝,毎時燃料消費量270kgで運転されている。燃料油の発熱量を42000kJ/kg｛10000kcal/kgf｝とすれば，このディーゼル機関の正味熱効率はいくらか（ただし，熱の仕事当量を427kgf･m/kcalとする｡）
注：計算は，SI(国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：R02/10】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔R05/04〕1250kW｛1700PS｝,毎時燃料消費量300kg，燃料油の発熱量42000kJ/kg｛10000kcal/kgf｝
ジャッキアップ
〔問題〕
ねじのピッチが3㎜のねじジャッキで，有効長さ150㎜のハンドルの端に，ハンドルに直角に60N｛6kgf｝の力を加えて，10kN｛1tf｝の荷重をねじあげるとすれば，このジャッキの効率は，何パーセントか。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H24/10,R04/04】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔H30/04〕：ピッチ8mm，有効長さ600㎜，200N｛20kgf｝の力を加えて，40kN｛4tf｝
〔R01/07〕：ピッチ8mm，有効長さ650㎜，200N｛20kgf｝の力を加えて，40kN｛4tf｝
材料の強度・安全係数
〔問題1〕
内圧2.5MPa｛25kgf/cm2｝の円筒形圧力容器の蓋を8本のボルトで締め付けるとき，1本のボルトの直径（最小径部）は，いくらにすればよいか。ただし，蓋の内径を28㎝，ボルト材の許容引張応力を60MPa｛600kgf/cm2｝とする。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H29/04】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔R02/07〕内圧3.5MPa，8本，蓋の内径28cm，許容引張応力60MPa｛600kgf/cm2｝
〔問題2〕
全負荷運転中，1本の連接棒ボルト（クランクピンボルト）に26kN｛2600kgf｝の引張荷重がかかるディーゼル機関において，引張強さ（極限強さ）500MPa｛5000kgf/cm2｝の鋼材で，この機関の連接ボルトをつくるとすれば，ボルトの直径（最小径部）をいくらにすればよいか。ただし，安全係数を5とする。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H25/04】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔R06/07〕26kN｛2600kgf｝，500MPa｛5000kgf/cm2｝，安全係数を5
〔問題3〕
太さが一様な丸鋼棒に220kN｛22tf｝の引張荷重をかける場合，許容応力を140MPa｛1400kgf/cm2｝とすれば，この棒の直径は，いくらあればよいか。また，丸鋼棒の引張強さ（極限強さ）が420MPa｛4200kgf/cm2｝とすれば安全係数は，いくらか。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H25/10,R05/07】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔H30/07〕200kN｛20tf｝，許容応力を120MPa｛1200kgf/cm2｝，引張強さ（極限強さ）360MPa｛3600kgf/cm2｝
〔問題4〕
直径5cm,長さ1mの丸鋼棒に，長さの方向に引張荷重を加えたところ0.05cm伸びたとすれば，丸鋼棒の直径は何センチメートルになるか。ただし，ポアソン数を10/3とする。
【出題：R03/04】
ボイラ効率
〔問題〕
あるボイラにおいて，1時間の燃料消費量が230㎏であった。ボイラ効率を78%とした場合，蒸気発生量は毎時いくらになるか。ただし，給水温度は60℃，発生蒸気のもつ比エンタルピは2770kJ/kg｛660 kcal/kgf｝，燃料の発熱量は42000kJ/kg｛10000 kcal/kgf｝とする。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H25/02】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔R03/02〕燃料消費量100kg，蒸気発生量1.2t，給水温度80℃,比エンタルピ2770kJ，発熱量42000kJ
〔R06/10〕燃料消費量180kg，蒸気発生量2.5t，給水温度80℃,比エンタルピ2770kJ，発熱量42000kJ
ポンプの効率
〔問題〕
1時間に500m3の海水を8mの高さにあげるポンプを駆動するには，いくらの動力の電動機を必要とするか。ただし，ポンプ及び電動機の総合効率を70%，管内などにおける水の受ける抵抗は水頭に換算して4mに相当し，海水の密度は1025kg/m3とする。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H27/07,R03/10】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔H26/02類〕1時間に700t，11mの高さ，ポンプ及び電動機の総合効率を75%，管内などにおける水の受ける抵抗は水頭に換算して4mに相当
〔H31/02〕1時間に600m3，8mの高さ，ポンプ及び電動機の総合効率を75%，管内などにおける水の受ける抵抗は水頭に換算して4mに相当し，海水の密度は1025kg/m3
等加速運動
〔問題〕
制止している0.8kgの物体が，0.4N｛0.04kgf｝の力を受けて等加速度で運動を始めた場合，この物体の加速度，運動を始めてから20秒後の速度及びその20秒間に動いた距離は，それぞれいくらか。
注：計算は，SI（国際単位系）又は重力単位系いずれで行ってもよい。
【出題：H29/02】
上記のような問題様式で、以下の値で問題が出題されています。
〔R04/02〕1.0kg，0.5N，20秒，20秒
