クレーン・デリック運転士 過去問
令和6年(2024年)10月
問35 (クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問5)
問題文
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問題
クレーン・デリック運転士試験 令和6年(2024年)10月 問35(クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 問5) (訂正依頼・報告はこちら)
- 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。
- 静止摩擦係数をμ、物体の接触面に作用する垂直力をNとすれば、最大静止摩擦力Fは、F=μ✕Nで求められる。
- 物体が他の物体に接触しながら運動しているときに働く摩擦力を、運動摩擦力という。
- 物体に働く運動摩擦力は、最大静止摩擦力より小さい。
- 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。
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この過去問の解説 (3件)
01
物体に働く摩擦力に関する問題です。
摩擦力や重心に関する内容は、力学を理解する点で重要なので、内容を把握しておきましょう。
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言います。
正しい記述です。
静止摩擦係数をμ、物体の接触面に作用する垂直力をNとすれば、最大静止摩擦力Fは、F=μ✕Nで求めます。
μ÷Nなどと出題される事もあるので気を付けて下さい。
正しい記述です。
物体が他の物体に接触しながら運動しているときに働く摩擦力を、運動摩擦力と言います。
正しい記述です。
物体に働く運動摩擦力は、最大静止摩擦力より小さいです。
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。
数十分の1になる程小さくなります。
最低でも最大静止摩擦力の公式は他の問題でも出題されるので、確実に押さえておきましょう。
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02
摩擦力とは物体が他の物体と接触しながら運動するとき、その接地面に
生じる運動を妨げようとする力であり、大きくわけると
静止摩擦力と運動摩擦力があります。
正しいです。
正しいです。
正しいです。
運動摩擦力にはすべり摩擦力と転がり摩擦力があります。
正しいです。
誤りです。
転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると小さくなります。
摩擦力は公式にて求めることができます。
最大静止摩擦力を求める出題もありますので公式も覚えておきましょう。
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03
この問題では摩擦力の種類とそれぞれの性質を理解しているかが問われています。摩擦力には大きく分けて、物体が動く前に働く静止摩擦力と、動き始めた後に働く運動摩擦力があります。また、転がる物体には転がり摩擦力が働きます。試験では用語の意味・公式・大小関係が頻出ですので、それぞれの定義と特徴を整理して覚えることが重要です。
この記述は正しいです。
ここで「接触面に沿う方向の力」という表現は少し分かりにくいですが、これは物体と接触している面の平行方向にかかる力のことです。
例えば、机の上の箱を横方向に押すとき、その「横方向」が接触面に沿う方向です。物体が動き出す直前まで、この力と釣り合うように働く摩擦力を静止摩擦力といいます。
この記述は正しいです。
最大静止摩擦力とは、物体が動き出す直前の摩擦力の最大値のことです。それ以上の力を加えると物体は動き始めます。
公式 F=μ×N は、静止摩擦係数(μ:接触面ごとの摩擦のしやすさを表す値)と垂直力(N:物体の重さによって接触面が押し付けられる力)を掛けたもので求めます。
この記述は正しいです。
物体が接触しながら動いているときに生じる摩擦力は運動摩擦力と呼ばれます。静止摩擦力と異なり、動き出した後はほぼ一定の大きさになります(試験では運動摩擦力は一定として扱う事がほとんどですが、実際には摩擦熱により材質が変質したり、すり減って変化することがあります。試験ではほぼ一定として扱うことを頭に入れておくと良いでしょう)
この記述は正しいです。
一般的に、動き始めるために必要な力(最大静止摩擦力)は、動いているときに働く摩擦力(運動摩擦力)より大きいです。
この記述は不適切な記述です。
転がり摩擦力は、タイヤやローラーのように物体が回転しながら進むときの摩擦力で、滑り摩擦力よりもはるかに小さいのが特徴です。このため、重い荷物を運ぶ際にはコロや車輪が使われます。
この問題は、摩擦力の種類(静止・運動・転がり)とその大小関係の理解を問う典型的な基礎問題です。特に以下の点が重要です。
・「接触面に沿う方向の力」は接触面に平行な方向の力を意味する
・一般に 静止摩擦力 > 運動摩擦力 > 転がり摩擦力 の順になる
この分野は計算問題でも文章問題でもよく出題されるため、用語の意味と力の関係を正しく覚えておくことが合格への近道です。
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