クレーン・デリック運転士 過去問
令和5年(2023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9)

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問題

クレーン・デリック運転士試験 令和5年(2023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9) (訂正依頼・報告はこちら)

天井から垂直につるした直径1cmの丸棒の先端に質量100㎏の荷をつり下げるとき、丸棒に生じる引張応力の値に最も近いものは次のうちどれか。ただし、重力の加速度は9.8m/s2とし、丸棒の質量は考えないものとする。
  • 1N/mm2
  • 6N/mm2
  • 12N/mm2
  • 25N/mm2
  • 31N/mm2

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この過去問の解説 (2件)

01

この問題では、丸棒に生じる引張応力を計算します。引張応力は荷の重量と丸棒の断面積から求めることができます。 

 

与えられた条件 

荷の質量 m=100kg 

重力加速度 g=9.8m/s² 

丸棒の直径 d=1cm=10mm 

引張応力の計算式 引張応力 Qは、荷重を丸棒の断面積で割ることで求められます: Q=F/A 

ここで、荷重 Fは、 F=m•g 

断面積 Aは、円形断面の面積 A=πr²で計算します。

 

1.荷重の計算 F=m•g=100kg×9.8m/s²=980N 

2.丸棒の断面積の計算 丸棒の半径 rは d/2=10mm/2 = 5 mm A=πr2×π×(5mm)²=π×25mm 2=78.54mm² 

3.引張応力の計算 σ=F/A =980N/78.54mm²N =12.48N/mm² 

 

結論 引張応力は約12N/mm²です。

選択肢1. 1N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢2. 6N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢3. 12N/mm2

この記述は正しいです。

選択肢4. 25N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢5. 31N/mm2

この記述は誤りです。

まとめ

本問の正解は3番(12N/mm²)です。引張応力の計算は、材料力学の基本であり、断面積や荷重の正確な理解が重要です。

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02

この問題では、丸棒に生じる引張応力を計算します。

引張応力は(N/mm2)=部材に作用する引張荷重(N)÷部材の断面積(mm2)で求めます。

 

応力の単位N/mm2にそろえましょう。

丸棒直径1cmなので半径は5mm

荷100kgの荷重は100kg×9.8m/s2=980(N)

丸棒の断面積は5mm×5mm×3.14=78.5(mm2)

 

公式に当てはめると

=980N÷78.5mm2

=12.48N/mm2となります。

選択肢1. 1N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢2. 6N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢3. 12N/mm2

この記述は正しいです。

選択肢4. 25N/mm2

この記述は誤りです。

選択肢5. 31N/mm2

この記述は誤りです。

まとめ

この問題では3つのポイントをよく理解して問題を解いていきましょう。

1. 引張応力の基礎理解 

 ポイント: 荷重の単位や断面積の単位を正しく揃えることが重要です。

2. 物理量の単位変換と注意

 ポイント: 単位間違いを防ぐために、物理量ごとに適切な単位を扱います。

3. 丸棒の断面形状に基づく面積計算

 ポイント: 面積計算で円の公式を正確に使います。

まとめ

 荷重Fを物理的な力として計算する。

 断面積Aを丸棒の円形断面を基に求めます。

 単位を揃えた状態で応力 σ=F/A を計算します。

これにより、応力を正確に求めることができます。

 

 

 

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