クレーン・デリック運転士 過去問
令和4年(2022年)4月
問38 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問38)

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問題

クレーン・デリック運転士試験 令和4年(2022年)4月 問38(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問38) (訂正依頼・報告はこちら)

物体に働く摩擦力に関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。
  • 円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きい。
  • 物体に働く最大静止摩擦力は、運動摩擦力より大きい。
  • 運動摩擦力の大きさは、物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には関係しない。
  • 他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力という。
  • 最大静止摩擦力の大きさは、静止摩擦係数に比例する。

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この過去問の解説 (3件)

01

適切でないものは

「円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きい。」です。

 

摩擦力に関する各選択肢について正しいかどうかを確認しましょう。

選択肢1. 円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きい。

この記述は誤りです。
転がり摩擦力は、物体が転がる際に働く摩擦力で、滑り摩擦力よりもはるかに小さいです。そのため、転がり摩擦を利用する車輪やベアリングが、重い物体を動かす際に活用されています。

選択肢2. 物体に働く最大静止摩擦力は、運動摩擦力より大きい。

この記述は正しいです。
静止している物体に働く摩擦力の上限である「最大静止摩擦力」は、物体が動き始めた後に働く運動摩擦力よりも一般的に大きいです。

選択肢3. 運動摩擦力の大きさは、物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には関係しない。

この記述は正しいです。
摩擦力の大きさは、垂直抗力(接触面に垂直に働く力)に比例しますが、接触面積の大きさには依存しません。

選択肢4. 他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力という。

この記述は正しいです。
静止摩擦力は、物体が動き始める前に、接触面に沿って働いている力に抵抗する摩擦力を指します。

選択肢5. 最大静止摩擦力の大きさは、静止摩擦係数に比例する。

この記述は正しいです。
最大静止摩擦力は、静止摩擦係数と垂直抗力の積で表されます。この関係は摩擦の基本公式に基づいています。

まとめ

摩擦力には静止摩擦力、運動摩擦力、転がり摩擦力の3種類があり、それぞれ異なる特性を持っています。特に、転がり摩擦力が滑り摩擦力よりも小さい点を覚えることで、転がる物体が効率的に動く理由を理解できます。摩擦力の基礎を正確に学び、安全な設計や操作に役立てましょう。

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02

物体に働く摩擦力に関する問題です。

物体が動く時に生じる摩擦力がどのようにかかっているか考えながら解きましょう。

選択肢1. 円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きい。

円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きいのではなく小さいです。

滑り摩擦力はどうしても逆方向にも力がかかってくるので弱くなります。

選択肢2. 物体に働く最大静止摩擦力は、運動摩擦力より大きい。

正しい記述です。

物体に働く最大静止摩擦力は、運動摩擦力より大きいです。

小さいと間違えないようにしましょう。

選択肢3. 運動摩擦力の大きさは、物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には関係しない。

正しい記述です。

運動摩擦力の大きさは、物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には関係しません。

関係あるのは断面積です。

選択肢4. 他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力という。

正しい記述です。

他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力といいます。

選択肢5. 最大静止摩擦力の大きさは、静止摩擦係数に比例する。

正しい記述です。

最大静止摩擦力の大きさは、静止摩擦係数に比例します。

この比例する事は公式でも覚える事なので忘れないようにして下さい。

まとめ

摩擦力に関しては覚える事以外にも公式を解いて解く問題も出題されるので、それぞれしっかり押さえておいてください。

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03

この問題で問われているのは、摩擦力について理解できているかです。よく摩擦力を大小で比較する問題が出題されます。

選択肢1. 円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると大きい。

不適切な説明です。転がり摩擦力は滑り摩擦力より小さいです。重たい荷物を運ぶ時、引きずって運ぶより車輪付きの台車で運ぶほうが簡単なイメージと同じです。

選択肢2. 物体に働く最大静止摩擦力は、運動摩擦力より大きい。

適切な説明です。最大摩擦力は運動摩擦力より大きいです。物体を動かす時、物体が動き出す直前が一番力を要し、動き始めればそこまで力がいらない原理と同じです。

選択肢3. 運動摩擦力の大きさは、物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には関係しない。

適切な説明です。運動摩擦力は物体の接触面に作用する垂直力の大きさに比例するが、接触面積には比例しません。動摩擦係数(接触する物体同士の材質)が関係します。

選択肢4. 他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力という。

適切な説明です。摩擦力とは物体との接触面に沿う方向に力が作用し、物体が静止しているときは静止摩擦力といい、物体が動いているとき、物体が動く向きとは逆向きに動きに抵抗する動きを動摩擦力といいます。

選択肢5. 最大静止摩擦力の大きさは、静止摩擦係数に比例する。

適切な説明です。最大静止摩擦力をF'、静止摩擦係数をμ、垂直抗力をNとすると「F'=μ×N」で求めることが、静止摩擦係数に比例します。

まとめ

転がり摩擦力は重たいものを運ぶときに使用するので摩擦力は小さく、比較問題で他の摩擦力より大きくなることは基本ないです。

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