クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)4月
問39 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問39)

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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39(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問39) (訂正依頼・報告はこちら)

図のように、水平な床面に置いた質量Wの物体を床面に沿って引っ張り、動き始める直前の力Fの値が980Nであったとき、Wの値に最も近いものは次のうちどれか。
ただし、接触面の静止摩擦係数は0.6とし、重力の加速度は9.8m/s2とする。
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  • 60㎏
  • 100㎏
  • 143㎏
  • 167㎏
  • 200㎏

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この過去問の解説 (3件)

01

設問のような状況で、物体が動き始める直前の力Fのことを最大静止摩擦力(または最大摩擦力)といいます。

最大静止摩擦力は、物体に働く重力静止摩擦係数で求められます。

よって、980 = W × 9.8 × 0.6 の関係が成り立ちます。

W = 166.66 ≒ 167kg

ゆえに、選択肢4が正解となります。

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02

摩擦力に関する問題です。

この問題では公式さえ覚えておけば確実に解ける内容なので、しっかり覚えておきましょう。

選択肢4. 167㎏

静止摩擦力は摩擦係数×垂直力で求めます。

それぞれ代入すると

980=0.6×W×9.8

W=約167kgとなります。

まとめ

摩擦力や加速度が関わる問題は力学では良く出題されるので、この手の問題は繰り返し解いて慣れておきましょう。

参考になった数4

03

この問題は、現場で荷物を引きずって移動させる際、「どれくらいの力なら動くか?」あるいは「この力で動いたなら、荷物の重さはいくつか?」を判断するための基礎となる計算です。

 

この問題を解くには、以下の「摩擦力の公式」を使います。

F=μ×N

F(動かす力):摩擦に逆らって引っ張る力(ここでは980 N)。

μ(摩擦係数):滑りにくさを表す数値(ここでは0.6)。

N(垂直抗力):床を上から押す力。水平な床なら「重力(重さ)」と同じです。

 

計算の流れは以下の2ステップです。

・垂直抗力(重さの力)を求める:公式を変形して計算します。

・質量(kg)に直す:求めた力(ニュートン)を、重力加速度(9.8)で割ってキログラムに戻します。

選択肢4. 167㎏

ステップ1:垂直抗力(重さの力)を計算する

「動き始める直前の力(最大静止摩擦力)」の公式に、分かっている数字を当てはめます。

980N=0.6×N

 

ここから、N(床を押している力)を求めます。 掛け算の逆なので、割り算をします。

N=980÷0.6N≈1,633.3N

 

これで、この物体は床に対して 約1,633 N の力で乗っかっていることが分かりました。

 

 

ステップ2:質量(kg)に変換する

問題で聞かれているのは「質量 W(kg)」です。 

ニュートン(N)をキログラム(kg)に戻すには、重力加速度(9.8)で割ります。

 

W=1,633.3N÷9.8m/s2W≈166.6kg

 

計算結果は 約167kg となります。

まとめ

【この問題の重要ポイント】

・摩擦力の公式:力 = 摩擦係数 × 重さ(垂直抗力)。

・計算の順番:まず力(N)を求め、最後に9.8で割ってkgにする。

・摩擦係数の意味:0.6ということは、「重さの6割の力で引っ張らないと動かない」という意味です。

 

「980Nの力でやっと動いた。係数が0.6だから、元の重さはもっと重いはずだ(割り算するから増える)」。

このように予想を立てて計算すると、ミスが減ります。

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