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)
問題文
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。
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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)
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。
- 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。
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。
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。
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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。
▶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。
【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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