クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)10月
問36 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問36)

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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)10月 問36(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問36) (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の値は( 1 )~( 5 )のうちどれか。
ただし、接触面の静止摩擦係数は0.2とし、重力の加速度は9.8m/s2とする。
問題文の画像
  • 20kg
  • 200kg
  • 333kg
  • 500kg
  • 1921kg

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この過去問の解説 (3件)

01

答えは(4)500kgです。

解説

動き始める直前の力Fと質量W、重力加速度g、静止摩擦係数μ0の関係は以下の式で表されます。

F(N)=W(kg)×g(m/s2)×μ0

式変形するとWは以下の式から求められます。

W(kg)=F(N)/(g(m/s2)×μ0)

=980(N)/(9.8(m/s2)×0.2)

=500(kg)

したがって張力の値に最も近い値は(4)500kgです。

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02

摩擦力に関する問題です。

この問題も公式さえ覚えてしまえばすぐに解けるので、しっかり覚えておきましょう。

選択肢4. 500kg

最大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=0.2×W×9.8となり

W=500kgとなります。

まとめ

摩擦力に関する問題も頻出問題となり、解き方が分かると貴重な得点源になるので、忘れないようにして下さい。

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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0.2)。

 ・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. 500kg

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=0.2×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÷0.2N=4,900N

これで、この物体は床に対して 4,900N 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=4,900N÷9.8m/s2

W=500kg

計算結果は 500kg 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:0.2ということは、「重さの2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0.2(5分の1)だから、元の重さはその5倍くらいあるはずだ」。

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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