図に示す方法で筋力測定器を用いて膝関節伸展等尺性筋力を測定したところ、測定値は28 kgfであった。 膝関節伸展トルクはどれか。

解説

トルクは力×回転軸からの距離で求めます。図より、膝関節中心（B）から筋力測定器までの距離bは25 cm（0.25 m）です。28 kgf＝28×9.8＝274.4 Nなので、トルク＝274.4 N×0.25 m≒68.6 Nmです（公式正答5）。aの長さ（33 cm）は膝関節トルクの計算には使いません。

選択肢ごとの解説

• 1. 計算が誤っています。トルクの計算には、力（N）と距離（m）を正確に用いる必要があります。正しくは：28kgfをNに変換し、0.25mを掛けて計算すると、68.6Nmに近づきます。選びやすい理由：数値の桁を間違えたり、単位変換を誤るとこのあたりの値になる可能性があります。混同注意：単位換算（kgfからNへの変換、cmからmへの変換）の際に誤算が生じた可能性があります。
• 2. 計算が誤っています。トルクの計算には、力（N）と距離（m）を正確に用いる必要があります。正しくは：28kgfをNに変換し、0.25mを掛けて計算すると、68.6Nmに近づきます。選びやすい理由：不正確な数値で計算した場合や、単位変換を部分的に誤った場合に選択しやすいかもしれません。混同注意：単位換算（kgfからNへの変換、cmからmへの変換）の際に誤算が生じた可能性があります。
• 3. 計算が誤っています。トルクの計算には、力（N）と距離（m）を正確に用いる必要があります。正しくは：28kgfをNに変換し、0.25mを掛けて計算すると、68.6Nmに近づきます。選びやすい理由：28kgfを2で割るなど、誤った計算をしてしまうとこの値に近づく可能性があります。あるいは距離を0.125mとして計算した場合など。混同注意：単位換算（kgfからNへの変換、cmからmへの変換）や計算式を混同した可能性があります。
• 4. 計算が誤っています。トルクの計算には、力（N）と距離（m）を正確に用いる必要があります。正しくは：28kgfをNに変換し、0.25mを掛けて計算すると、68.6Nmに近づきます。選びやすい理由：おおよその値を推測してしまい、正確な計算を怠ると選びやすいかもしれません。混同注意：単位換算（kgfからNへの変換、cmからmへの変換）の際に誤算が生じた可能性があります。
• 5. 正解。28 kgf（274.4 N）×図のbの長さ0.25 m＝約68.6 Nmです。

国試ポイント

筋力測定におけるトルク計算の基本と、単位換算（kgfからN、cmからm）が正確に行えるかどうかが問われる問題です。物理学の基礎的な知識と応用力が求められます。

混同注意

kgfとNの変換係数（9.8または10）、cmとmの変換、そしてトルク計算の基本的な数式（力×距離）を混同しやすいです。

次に同じ論点が出たら

今後同様の論点が出た場合は、測定部位、測定方法、測定値、および回転軸からの距離が与えられた際に、正確なトルク（モーメント）を計算できるかに注目します。また、測定器の種類（ダイナモメーター、筋電計など）や測定条件（等尺性、等速性など）が異なる場合の解釈も確認が必要です。

関連知識

トルクの定義、力の単位（N, kgf）、距離の単位（m, cm）、てこの原理、筋力測定器の原理、関節運動におけるモーメントアームの概念。