図のような組合せ滑車を用いて質量60kgの荷をつるとき、これを支えるために必要な錘の質量W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37問
図のような組合せ滑車を用いて質量60kgの荷をつるとき、これを支えるために必要な錘の質量Wは(1)~(5)のうちどれか。ただし、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。
- (1)15 kg
- (2)20 kg
- (3)30 kg
- (4)45 kg
- (5)48 kg
正答 (3)
正答は (3)。30kg です。
【滑車の組み方を読む】
60kgをつっているのは動滑車(荷と一緒に動く)
そのほかの滑車は、天井や地面に軸が固定された定滑車
→ 動滑車は1個
【必要な力】
動滑車を一つ通ると、力は半分になります。
60 ÷ 2 = 30kg
錘の質量Wは30kgです。
【動滑車と定滑車】
定滑車 力の向きを変えるだけ。大きさは変わらない
動滑車 力が半分になる。ただし引く距離は2倍
天井や地面に軸が留めてあれば定滑車、荷と一緒に動けば動滑車です。数えるのは動滑車だけで、定滑車は何個あっても力を変えません。
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【この図の定滑車】
天井に2個 / 地面に1個
索を上へ、下へ、また上へと折り返していますが、向きを変えているだけです。地面に固定されたものも定滑車です。
【ほかの選択肢】
(1) 15kg 動滑車を2個と数えた場合
(2) 20kg 60を3で割った値
(4) 45kg
(5) 48kg
(1)が最も紛らわしい選択肢です。滑車が四つもあるので、
つい二つ以上を動滑車と数えてしまいます。軸が固定されているかどうかで一つずつ見分けます。
【仕事の量は変わらない】
力が半分になる → 引く距離は2倍
荷を1m上げるには、索を2m引かねばなりません。得をしているのは力だけです。
【質量のまま計算してよい】
この問題は、力の単位(N)に直さなくても解ける
つり合う錘の質量を聞かれているので、両方とも9.8をかけることになり、約分されます。
出典:林業架線作業主任者 2025年上半期実施分(2025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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