クレーン・デリック運転士 過去問
令和3年(2021年)10月
問32 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問32)
問題文
ただし、重力の加速度は9.8m/s2とし、天びん棒及びワイヤロープ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)10月 問32(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問32) (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、天びん棒及びワイヤロープの質量は考えないものとする。
- 98N
- 196N
- 294N
- 392N
- 490N
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この過去問の解説 (3件)
01
答えは(5)490 Nです。
解説
荷Wと荷(20 kg)がつり合うには、支点を中心とした右回りのモーメントと左回りのモーメントを等しくする必要があります。
右回りのモーメントM1=9.8 m/s2×20 kg×1.5 m
左回りのモーメントM2=9.8 m/s2×W kg×1 m
M1=M2より
9.8 m/s2×20 kg×1.5 m=9.8 m/s2×W kg×1 m
→W=20×1.5=30 kg
F=(W kg+20 Kg)×9.8 m/s2=(30 Kg+20 Kg)×9.8 m/s2=50 kg×9.8 m/s2=490 N
したがって、天びん棒を支えるための力Fの値は(5)490 Nです。
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02
つり荷の力に関する問題です。
この問題を解くポイントは、両辺が釣り合っている事に注目する点です。
この両辺は釣り合ってるため
1×W=1.5×20
が成り立ち、W=30kgとなります。
そのため、質量の合計はF=45+30=75kgとなりFにかかる力は75×9.8=490Nとなります。
解き方さえ分かればすぐに解ける問題ですが、力を求める時に加速度を掛けるのを忘れないようにしましょう。
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03
この問題は「てこの原理」と「力の単位変換」を組み合わせた、非常に実務的な問題です。クレーンのバランスを考える上で最も基礎となる計算ですので、確実にマスターしましょう。
この問題を解くには、次のステップが必要です。
・「てこの原理」で左側の荷物Wの重さを求める
「左側のモーメント = 右側のモーメント」というつり合いの式を使います。
モーメントとは「重さ × 距離」のことです。
・支える力Fを求める
支える力Fは、左右の荷物の合計重量と同じです。
・単位をニュートン(N)にする
最後に、キログラム(kg)をニュートン(N)に変換します(×9.8)。
左側の荷物Wの質量(kg)を求める
天びん棒がつり合っているとき、支点(真ん中の三角)を中心に、左右の回転させようとする力(モーメント)は等しくなります。
右側のモーメント:20kg×1.5m=30
左側のモーメント:W(kg)×1m=1×W
これらは等しいので、以下の式が成り立ちます。
1×W=30W=30kg
これで、左側の荷物Wは 30kg だと分かりました。
支える力Fの質量(kg)を求める
天びん棒を支える力Fは、ぶら下がっている左右の荷物の合計を支えなければなりません。
左の荷物:30kg
右の荷物:20kg
合計質量は:
30+20=50kg
単位をニュートン(N)に変換する
問題の選択肢はすべて「N(ニュートン)」になっています。 物理のルールとして、質量(kg)に重力加速度(9.8)を掛けると、力(N)になります。
50kg×9.8m/s2=490N
【この問題の重要ポイント】
・てこのつり合い:「重さ × 距離」が左右で同じになる。
・支える力:左右の重さの合計。
・単位変換:kgをNにするには、9.8を掛ける。
実務でも「荷物の重さ × 中心からの距離」の計算は、クレーンの転倒を防ぐために毎日使います。
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