図のように、水平な床面に置いた質量Wの物体を床面に沿って引っ張り、動き始める直前の力Fの値が980Nであったとき、Wの値…
揚貨装置の運転のために必要な力学に関する知識 第36問
図のように、水平な床面に置いた質量Wの物体を床面に沿って引っ張り、動き始める直前の力Fの値が980Nであったとき、Wの値に最も近いものは(1)~(5)のうちどれか。ただし、接触面の静止摩擦係数は0.3とし、重力の加速度は9.8m/s²とする。
- (1)30㎏
- (2)100㎏
- (3)167㎏
- (4)250㎏
- (5)333㎏
正答 (5)
正答は (5)。約333㎏です。
【使う式】
最大静止摩擦力 = 静止摩擦係数 × 垂直抗力
水平な床の上なので、垂直抗力は物体にかかる重力と同じです。
F = μ × W × g
【当てはめる】
980 = 0.3 × W × 9.8
980 = 2.94 × W
W = 980 ÷ 2.94 = 約333㎏
【計算のこつ】
0.3 × 9.8 = 2.94 を先に出しておく
そのあと980を割れば一度で済みます。
【つまずきやすいところ】
重力の加速度9.8を掛け忘れる → 980÷0.3=3267㎏
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摩擦係数で割り忘れる → 980÷9.8=100㎏(選択肢(2))
質量(㎏)と力(N)を混ぜないことが要点です。980は力(N)、求めるWは質量(㎏)です。
【摩擦力の性質】
接触面の面積には関係しない
垂直抗力に比例する
動き始める直前がいちばん大きい(最大静止摩擦力)
動き出すと小さくなる(動摩擦力)
面積に関係しないというのが、感覚に反するところです。広い面で押しても、狭い面で押しても、摩擦力は変わりません。
【静止摩擦係数と動摩擦係数】
静止摩擦係数 > 動摩擦係数
動かし始めるときがいちばん重く、動き出せば軽くなります。
【摩擦係数が大きいほど】
同じ力で動かせる荷は軽くなる
係数0.3なら、980Nで333㎏。係数0.5なら200㎏しか動かせません。
【転がり摩擦】
ころを入れると、摩擦は大きく減る
出典:揚貨装置運転士 2024年下半期実施分(2025年4月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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