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…
クレーン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の値は(1)~(5)のうちどれか。ただし、接触面の静止摩擦係数は0.5とし、重力の加速度は9.8m/s²とする。
- (1)50㎏
- (2)100㎏
- (3)125㎏
- (4)200㎏
- (5)250㎏
正答 (4)
正答は (4)。200㎏です。
動き始める直前の力は、最大静止摩擦力とつり合っています。
最大静止摩擦力 F = μ × N
ここで μ は静止摩擦係数、N は接触面に作用する垂直力です。水平な床に置いた物体では、N は物体の重さそのものになります。
【垂直力を求める】
980 = 0.5 × N
N = 980 ÷ 0.5 = 1960N
【質量に直す】
W = 1960 ÷ 9.8 = 200㎏
【二段階で戻す】
力F →(摩擦係数で割る)→ 垂直力N →(9.8で割る)→ 質量W
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割る順序を変えても、980 ÷ 9.8 ÷ 0.5 = 200 で同じ答えになります。掛けてしまうと合いません。
【確かめ算】
200㎏ × 9.8 = 1960N
1960 × 0.5 = 980N → 与えられた値と一致
【μ = 0.5 の意味】
重さの半分の力で動き出す
摩擦係数が小さいほど、軽い力で動きます。逆にいえば、止まっていてほしいものが滑りやすくもなります。
【摩擦力が接触面積によらないわけ】
押し付ける力が同じなら、広くても狭くても同じ
面積が広がれば、そのぶん1か所あたりの押し付けが弱くなります。差し引きで同じになるので、式に面積は出てきません。
【動き出したあとは軽くなる】
運動摩擦力 < 最大静止摩擦力
出典:クレーン・デリック運転士〔クレーン限定〕 2023年上半期実施分(2023年10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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