下図に掲げるAからEまでの滑車を用いて、質量Wの荷をつり上げるとき、荷を支えるために必要な力Fを求める式がそれぞれの図の…

クレーンの運転のために必要な力学に関する知識 第40問

下図に掲げるAからEまでの滑車を用いて、質量Wの荷をつり上げるとき、荷を支えるために必要な力Fを求める式がそれぞれの図の下部に記載してあるが、これらの力Fを求める式として、適切でないもののみを全て挙げた組合せは(1)~(5)のうちどれか。ただし、gは重力の加速度とし、滑車及びワイヤロープの質量並びに摩擦は考えないものとする。

クレーン・デリック運転士〔クレーン限定〕 2024年下半期(2025年4月公表) 第40問の図
正答 (2)
正答は (2)。A,D,E の式が適切でありません。 滑車で荷を支えるとき、必要な力は荷を支えているロープの本数で決まります。荷の重さを、その本数で分け合うからです。 F = W × g ÷ (荷を支えるロープの本数) 【それぞれの図】 A 滑車4個(上の組2個+下の組2個)。荷を支えるロープは4本   正しくは F = W/4 × g → 図は W/5 × g で誤り B 動滑車1個。ロープ2本  F = W/2 × g  正しい C 滑車3個。ロープ4本   F = W/4 × g  正しい
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D 滑車2個。ロープ2本   正しくは F = W/2 × g → 図は W/3 × g で誤り E 定滑車が1個だけ。動滑車がない   正しくは F = W × g → 図は W/2 × g で誤り 【定滑車と動滑車】 定滑車 力の向きを変えるだけ。力の大きさは変わらない 動滑車 荷と一緒に動く。支えるロープの本数がその分だけ増える Eは天井に固定された滑車が1個あるだけで、荷はロープ1本でぶら下がっています。向きが変わるだけなので、力は軽くなりません。 【数えるのは滑車の数ではない】 支えているロープが何本、荷の側に掛かっているか 滑車の数だけ見ると、C(3個)とA(4個)でAのほうが軽くなりそうに思えますが、どちらも4本なので同じです。 【引く距離は増える】 荷を1m上げるには、ロープを本数分だけ引く必要がある 力が減ったぶん、距離が増える。仕事の量そのものは変わりません。

出典:クレーン・デリック運転士〔クレーン限定〕 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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