遠心分離機において、回転数を1/2にすると遠心力は何倍になるか。

解説

遠心分離機における遠心力（RCF: Relative Centrifugal Force）は、回転速度（N: RPM）の2乗に比例するという基本的な物理原則に基づいています。RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × N² の式において、N（回転速度）が1/2になると、N²は(1/2)² = 1/4となるため、RCFも1/4になります。

選択肢ごとの解説

• 1. 正解。遠心力（RCF: Relative Centrifugal Force）は、回転速度（RPM: Revolutions Per Minute）の2乗に比例します。したがって、回転速度が1/2になると、遠心力は(1/2)² = 1/4倍になります。
• 2. 遠心力は回転速度に単純に比例するのではなく、回転速度の2乗に比例します。正しくは：回転速度が1/2になると、遠心力は(1/2)² = 1/4倍になる。選びやすい理由：遠心力と回転速度が線形比例関係にあると誤解した場合、この選択肢を選びやすいです。混同注意：遠心力と回転速度が線形比例関係であるという誤った知識と混同している。
• 3. 回転速度が変化すれば、遠心力もそれに伴って変化します。特に、回転速度は遠心力に大きな影響を与えます。正しくは：回転速度が1/2になると、遠心力は(1/2)² = 1/4倍になる。選びやすい理由：遠心力が変化しないという極端な誤解に基づいています。混同注意：回転速度の変化が遠心力に影響しないという誤った認識、または他の要因（例えば遠心時間など）と混同している。
• 4. 回転速度を半分にしているため、遠心力は減少します。この選択肢は、遠心力が増加すると誤解している点で不適切です。正しくは：回転速度が1/2になると、遠心力は(1/2)² = 1/4倍になる。選びやすい理由：遠心力と回転速度の関係を逆転して解釈した場合や、回転速度を上げた場合の結果と混同している可能性があります。混同注意：回転速度を上げた場合の結果や、遠心力と回転速度の2乗の関係を誤って解釈している。
• 5. 回転速度を半分にしているので、遠心力は減少します。この選択肢は、遠心力が増加すると誤解している上に、回転速度を2倍にした場合の結果と混同しています。正しくは：回転速度が1/2になると、遠心力は(1/2)² = 1/4倍になる。選びやすい理由：回転速度を2倍にした場合に遠心力が4倍になるという知識と混同しているか、あるいは単純に逆数を取ってしまっていると考えられます。混同注意：回転速度を2倍にした場合の結果と、回転速度を1/2にした場合の結果を混同している。

国試ポイント

遠心分離機に関する基本的な物理原理（遠心力と回転速度の関係）を正確に理解しているかを問う問題です。臨床検査の現場で日常的に使用する機器の原理は、計算問題として頻繁に出題されます。特に、回転数と遠心力の2乗比例関係は重要です。

混同注意

遠心力が回転速度に線形に比例する（1/2倍になる）と誤解することや、半径などの他の要因との関係と混同することがあります。また、回転数を2倍にした場合の遠心力（4倍）と、回転数を1/2にした場合の遠心力（1/4倍）を混同しがちです。

次に同じ論点が出たら

次回この論点が出題された場合、遠心分離機の回転速度だけでなく、遠心半径を変化させた場合の遠心力の変化（比例関係）や、特定の遠心力（RCF）を得るための回転速度（RPM）の計算、または異なる遠心分離機の条件を比較する問題が出題される可能性があります。

関連知識

遠心力（RCF）の計算式は RCF = 1.118 × 10⁻⁵ × r × N² です（rは遠心半径(cm)、Nは回転数(rpm)）。この式から、遠心力は回転半径には線形に比例し、回転速度には2乗で比例することが導き出せます。また、遠心分離の種類（高速度遠心、超遠心など）やその用途についても理解が必要です。