クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)4月
問33 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問33)

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問題

クレーン・デリック運転士試験 令和3年(2021年)4月 問33(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問33) (訂正依頼・報告はこちら)

物体の質量及び比重に関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。
  • 鋼1m3の質量は約7.8tで、銅1m3の質量は約8.9tである。
  • 形状が立方体で均質な材質でできている物体では、縦、横、高さ各辺の長さが2分の1になると質量は4分の1になる。
  • アルミニウム、鋼、鉛及び木材を比重の大きい順に並べると、「鉛、鋼、アルミニウム、木材」となる。
  • 物体の体積をV、その単位体積当たりの質量をdとすれば、その物体の質量Wは、W=V×dで求められる。
  • ある物体の置かれている土地の標高が異なっても、その物体の質量は変わらない。

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この過去問の解説 (3件)

01

選択肢1は正しいです。

物質にはそれぞれ固有の質量があり、選択肢文のように鋼よりも銅の方が少し質量が大きくなっています。

選択肢2は誤りです。

立方体の各辺の長さが2分の1になると、縦・横・高さが全て2分の1になるため、2分の1の3乗により、質量は8分の1になります。

選択肢3は正しいです。

比重とは、物体の質量と、その物体と同じ体積の4℃の純水の質量との比で表します。

選択肢文の通り、各物質の比重は大きいものから「鉛、鋼、アルミニウム、木材」の順となります。

選択肢4は正しいです。

単位体積当たりの質量があらかじめ分かっていれば、目測でおよその体積を推測することにより、選択肢文の式(W=V×d)で物体の質量を計算することができます。

選択肢5は正しいです。

物体の質量は、地球上のどんな場所に置かれていても変わりません

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02

物体の質量及び比重に関する問題です。

数値や公式の暗記などがありますが、どの選択肢も出題率が高いので、内容を把握しておきましょう。

選択肢1. 鋼1m3の質量は約7.8tで、銅1m3の質量は約8.9tである。

正しい記述です。

鋼1m3の質量は約7.8tで、銅1m3の質量は約8.9tとなります。

覚え方は

花屋→鋼(ハ)7(ナ)8(ヤ)

ド迫力→銅(ド)8(ハ)9(ク)力

選択肢2. 形状が立方体で均質な材質でできている物体では、縦、横、高さ各辺の長さが2分の1になると質量は4分の1になる。

立方体の公式は縦×横×高さとなり、それぞれが2分の1となると

1/2×1/2×1/2=1/8となります。

選択肢3. アルミニウム、鋼、鉛及び木材を比重の大きい順に並べると、「鉛、鋼、アルミニウム、木材」となる。

正しい記述です。

アルミニウム、鋼、鉛及び木材を比重の大きい順に並べると、「鉛、鋼、アルミニウム、木材」となります。

選択肢4. 物体の体積をV、その単位体積当たりの質量をdとすれば、その物体の質量Wは、W=V×dで求められる。

正しい記述です。

物体の体積をV、その単位体積当たりの質量をdとすれば、その物体の質量Wは、W=V×dで求められます。

問題によってはV÷dなどと出題される事もあるので注意して下さい。

選択肢5. ある物体の置かれている土地の標高が異なっても、その物体の質量は変わらない。

正しい記述です。

ある物体の置かれている土地の標高が異なっても、基本的にその物体の質量は変わりません。

まとめ

数値の暗記は闇雲に暗記するよりも語呂合わせを活用して覚えると覚えやすいので、自分でも色々考えて覚えていきましょう。

参考になった数1

03

物体の重さ(質量)を正しく見積もることは、クレーン作業の基本中の基本です。

計算式や、大きさが変わったときの重さの変化について、正しい法則を理解しましょう。

 

この問題を解くには、以下の3つの知識が必要です。

・主要な金属の比重:鉄や銅の重さの目安。

・体積と寸法の関係:大きさが半分になったら、体積(重さ)はどうなるか?(3乗の法則)

・質量と重量の違い:場所によって変わるものと、変わらないもの。

 

特に「寸法が変化したときの体積変化」は、直感とズレやすいので注意が必要です。

選択肢1. 鋼1m3の質量は約7.8tで、銅1m3の質量は約8.9tである。

× 正しい記述です。

 

金属の比重(1立方メートルあたりの重さ)の数値です。

鋼(鉄):比重は約7.8(1m³で約7.8トン)。

:比重は約8.9(1m³で約8.9トン)。

 

銅の方が鉄よりも少し重い、という知識は正しいです。

選択肢2. 形状が立方体で均質な材質でできている物体では、縦、横、高さ各辺の長さが2分の1になると質量は4分の1になる。

〇 誤った記述です。

 

サイコロのような立方体を想像してください。 

縦・横・高さのすべてが「1/2」になった場合、体積は以下のように計算されます。

1/2×1/2×1/2=1/8

つまり、すべての辺が半分になると、体積(質量)は「8分の1」になります。

 

「4分の1」になるのは、面積(縦×横)の場合です。

立体(体積)の場合は変化が激しい(3乗で効いてくる)ことを覚えておきましょう。

選択肢3. アルミニウム、鋼、鉛及び木材を比重の大きい順に並べると、「鉛、鋼、アルミニウム、木材」となる。

× 正しい記述です。

 

重い順に並べると以下の通りです。

(約11.3):非常に重い金属。

(約7.8):一般的な鉄。

アルミニウム(約2.7):軽い金属。

木材(1未満):水に浮くほど軽い。

 

この順序は正しいです。

選択肢4. 物体の体積をV、その単位体積当たりの質量をdとすれば、その物体の質量Wは、W=V×dで求められる。

× 正しい記述です。

 

質量の基本公式です。 

質量(W)= 体積(V)× 密度(d)

 

「大きさ × 詰まり具合」で重さが決まる、という式なので正しいです。

選択肢5. ある物体の置かれている土地の標高が異なっても、その物体の質量は変わらない。

× 正しい記述です。

 

「質量」とは、その物体そのものが持つ絶対的な量のことです。

地球上のどこに行こうが、あるいは月に行こうが、物体の「質量(kg)」は変わりません

変わるのは、重力によって引っ張られる力である「重量(N)」の方です。

 

標高が変わっても、物体の質量自体は変わらないので、この記述は正しいです。

まとめ

【重要ポイントのおさらい】

・体積の変化:寸法が半分なら、体積は1/8。(2分の1の3乗)

・寸法の変化:寸法が2倍なら、体積は8倍。(2の3乗)

・比重:銅(8.9) > 鉄(7.8) > アルミ(2.7)。

・質量:場所が変わっても変化しない。

 

「長さが半分になると、重さはガクンと減って8分の1になる」。

この感覚を持っておくと、現場での目測ミスを防げます。

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