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490N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490N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0.2とし、重力の加速度は9.8m/s²とする。

クレーン・デリック運転士〔クレーン限定〕 2023年下半期(2024年4月公表) 第36問の図
正答 (3)
正答は (3)。250㎏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】 490 = 0.2 × N N = 490 ÷ 0.2 = 2450N 【質量に直す】 W = 2450 ÷ 9.8 = 250㎏ 【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、490 ÷ 9.8 ÷ 0.2 = 250 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】 250㎏ × 9.8 = 2450N 2450 × 0.2 = 490N → 与えられた値と一致 【摩擦係数が小さいと力も小さい】 μ = 0.2 なら、重さの5分の1の力で動き出す よく滑る床では、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。

出典:クレーン・デリック運転士〔クレーン限定〕 2023年下半期実施分(2024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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