図のような天びんで荷Wをつり下げ、つり合うとき、天びんを支えるための力Fの値に最も近いものは(1)~(5)のうちどれか。…
林業架線作業に必要な力学に関する知識 第35問
図のような天びんで荷Wをつり下げ、つり合うとき、天びんを支えるための力Fの値に最も近いものは(1)~(5)のうちどれか。ただし、重力の加速度は9.8m/s²とし、天びん棒及びワイヤロープの質量は考えないものとする。
- (1)196N
- (2)296N
- (3)490N
- (4)500N
- (5)510N
正答 (3)
正答は (3)。490N です。
【図の読み方】
全長 5m
支点から右端 3m
支点から左端 5 - 3 = 2m
左端に荷W、右端に20kgがぶら下がっています。
【モーメントのつり合い】
W × 2 = 20 × 3
2W = 60
W = 30kg
【支える力F】
ぶら下がっている質量の合計 30 + 20 = 50kg
F = 50 × 9.8 = 490N
【距離は支点から測る】
図に書いてあるのは、全長と支点から右端まで
引き算して、支点から左端までを出します。ここがこの設問の落とし穴です。5mをそのまま使ってはいけません。
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【検算】
左 30 × 2 = 60
右 20 × 3 = 60
両辺が合いました。
【近い側は重い】
支点から遠いほど、小さな質量で大きなモーメントが出る
この問題では、左が2m、右が3m。近い左のほうが重いことになります。30kg と 20kg で、つじつまが合います。
【解く順序】
① 図の寸法を、支点からの距離に直す
② モーメントのつり合いから、分からない質量を出す
③ 質量を全部足して、9.8をかける
質量(kg)のまま足してから、最後に9.8をかけるのが速いやり方です。
【ほかの選択肢】
(1) 196N 20kgの重さ(片方だけ)
(2) 296N
(4) 500N
(5) 510N
(4)と(5)は、490に近い数字です。計算を途中でやめず、
最後まで出して選びます。
出典:林業架線作業主任者 2024年上半期実施分(2024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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