クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)10月
問40 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問40)

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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40(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問40) (訂正依頼・報告はこちら)

図のような滑車を用いて質量Wの荷をつり上げるとき、荷を支えるために必要な力Fを求める式がそれぞれの図の下部に記載してあるが、これらFを求める式として、誤っているものは( 1 )~( 5 )のうちどれか。
ただし、gは重力の加速度とし、滑車及びワイヤロープの質量並びに摩擦は考えないものとする。
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この過去問の解説 (3件)

01

答え:1

設問1〜4のように動滑車がある場合、

「荷を支えるために必要な力F=(質量W×重力加速度g)÷荷重を支える動滑車にかかるワイヤの本数」となります。

1.F=(W×g)÷4=Wg/4

したがってF=Wg/5ではありません。

2.F=(W×g)÷2=Wg/2

したがってF=Wg/2は合っています。

3.F=(W×g)÷4=Wg/4

したがってF=Wg/4は合っています。

4.F=(W×g)÷2=Wg/2

したがってF=Wg/2は合っています。

5.定滑車のみ場合は、ロープを引く力の方向を変えることはできますが、Fの大きさを変えることはできないため、F=Wgとなります。

したがってF=Wgは合っています。

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02

滑車に関わる問題です。

この問題を解くポイントは動滑車に掛かるワイヤロープをしっかり見極める事です。

選択肢1. 解答選択肢の画像

滑車の力の公式は質量÷動滑車のワイヤロープ数×加速度となります。

図の滑車は動滑車にかかるワイヤロープが4本あるのでW÷5×gではなくW÷4×gが正しい公式となります。

まとめ

定滑車は固定されており動かない滑車なのに対して、動滑車は動く滑車となります。

荷を吊った時の滑車の動きに注目してみて下さい。

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03

クレーンの基本原理である「動滑車(どうかっしゃ)」の仕組みを理解しているかを問うものです。

「ロープが何本で荷物を支えているか?」を数えるだけで、計算式を使わずに解けるようになります。

 

この問題を解くための鉄則はたった一つです。

「動滑車にかかっているロープの本数を数える」

 

・定滑車(ていかっしゃ):天井などに固定されている滑車。力の向きを変えるだけで、力は軽くならない。

・動滑車(どうかっしゃ):荷物と一緒に動く滑車。これを吊っているロープの本数分だけ、力が軽くなる(割り算できる)。

 

つまり、荷物(W)につながっている滑車を、上に向かって引っ張っているロープが何本あるか?を数えれば、それがそのまま「Wを割る数(分母)」になります。

選択肢1. 解答選択肢の画像

動滑車を探す

荷物(W)は、一番下のフックにぶら下がっています。そのフックは、下側のブロック(滑車セット)につながっています。

この「下側のブロック」全体が、荷物と一緒に上下に動く「動滑車」の役割を果たしています。

 

支えているロープの本数を数える

この下側のブロック(動滑車)から、上に向かって伸びているロープの本数を数えます。

動滑車ブロックを支えているロープは、全部で「4本」です。

 

式を確認する

ロープ4本で支えているので、必要な力 F は、荷物の重さ W の 1/4 になります。

つまり、正しい式は以下のようになるはずです。

F=W÷4​g

しかし、図の下に書いてある式はこうなっています。

F=W÷5​g

分母が「5」になっています。

これはロープが5本で支えている場合の式です。

図のロープは4本しかないので、この式は誤りです。

まとめ

【この問題の重要ポイント】

数えるのは「動滑車」のロープだけ:荷物と一緒に動く滑車を支えている本数を数える。

 

「動滑車を吊っている紐は4本。だから力は4分の1。式の『5分の1』は間違い!」

このように、指でロープをなぞって数えるだけで、確実に正解できます。

参考になった数0