クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)4月
問34 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問34)

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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34(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問34) (訂正依頼・報告はこちら)

図のようなジブクレーンにおいて、質量900㎏の荷をつり上げ、A点からジブの先端方向にB点まで移動させたとき、荷がAの位置のときの支点OにおけるモーメントM1及び荷がBの位置のときの支点OにおけるモーメントM2の値に最も近い組み合わせは次のうちどれか。
ただし、重力の加速度は9.8m/s2とし、荷以外の質量は考えないものとする。
問題文の画像
  • M1:1.8 kN·m  M2:4.5 kN·m
  • M1:3.5 kN·m  M2:5.3 kN·m
  • M1:13.2 kN·m  M2:22.1 kN·m
  • M1:17.6 kN·m  M2:26.5 kN·m
  • M1:17.6 kN·m  M2:44.1 kN·m

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この過去問の解説 (3件)

01

モーメントとは、支点を中心として物体を回転させる力のことを言い、「質量×重力加速度×距離」で求められます。

選択肢文の場合は、「荷の質量×重力加速度×支点から荷までの距離」で求められます。

M1=900kg×9.8m/s2×2m=17640N·m=17.6kN·m

M2=900kg×9.8m/s2×5m=44100N·m=44.1kN·m

よって、選択肢5が正解となります。

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02

力のモーメントに関する問題です。

一見難しそうに感じますが、それぞれの距離に応じたモーメントを求める事で解けるので、頭に入れておきましょう。

選択肢5. M1:17.6 kN·m  M2:44.1 kN·m

M1は2mの距離なので

2×900×9.8=17,600N·m=17.6 kN·mとなり、

M2は5mの距離なので

5×900×9.8=44,100N·m=44.1 kN·mとなります。

まとめ

最低限、力のモーメントの公式は確実に覚えておきましょう。

参考になった数1

03

クレーン運転士にとって最も基本的かつ重要な「モーメント(回転させる力)」の計算問題です。

「遠くへ持っていくほど、クレーンを倒そうとする力は強くなる」。

この感覚を数字で証明する問題です。

 

この問題を解くには、次のステップを踏むだけでOKです。

・荷物の重さを「力(N)」に変える:キログラム(kg)のままでは計算できません。重力加速度(9.8)を掛けます。

・単位を「キロニュートン(kN)」にする:選択肢が「kN」になっているので、桁を調整します。

・「力 × 距離」を計算する:モーメントの公式に当てはめます。

選択肢5. M1:17.6 kN·m  M2:44.1 kN·m

▶ステップ1:荷物の重さを「力」に変える

まずは、荷物の質量900kgを、力(ニュートン)に変換します。 

物理のルールでは、質量(kg)に9.8を掛けると力(N)になります。

 

900kg×9.8m/s2=8,820N

 

 

▶ステップ2:単位を「kN」に整理する

答えの選択肢を見ると、単位が「kN・m」になっています。

「k(キロ)」は「1000」という意味なので、先ほどの数字を1000で割ってシンプルにします。

 

8,820N÷1,000=8.82kN

 

これで準備完了です。荷物がクレーンを引く力は 8.82 kN です。

 

 

▶ステップ3-1:M1(距離2mのとき)を計算する

モーメントの公式は「力 × 中心からの距離」です。 

A地点は、支点から 2m 離れています。

 

M1​=8.82kN×2m=17.64kN⋅m

 

四捨五入すると、約17.6 kN・m になります。

 

 

▶ステップ3-2:M2(距離5mのとき)を計算する

同様に、B地点は支点から 5m 離れています。

距離が遠くなった分、モーメントは大きくなります。

 

M2​=8.82kN×5m=44.1kN⋅m

 

計算結果は、44.1 kN・m になります。

まとめ

【この問題の重要ポイント】

まずはN(ニュートン)にする:kg × 9.8 を忘れずに。

k(キロ)は1000:桁を小さくして計算しやすくする。

モーメント = 力 × 距離:距離が2.5倍(2m→5m)になれば、モーメントも2.5倍になる。

 

「荷物が遠くに行けば行くほど、負担(モーメント)は激増する」。

この計算結果からも、定格総荷重が作業半径によって変わる理由がよく分かりますね。

これを人間の体に置き換えると… 「腕を伸ばして持つと、同じ荷物なのに数倍の重さの負担が肩にかかっている」 ということです。

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