質量560㎏の物体を傾斜角27°の斜面に置き、この物体の重量を斜面に平行な方向の力Pと斜面に垂直な方向の力Qに分解すると…

林業架線作業に必要な力学に関する知識 第39問

質量560㎏の物体を傾斜角27°の斜面に置き、この物体の重量を斜面に平行な方向の力Pと斜面に垂直な方向の力Qに分解するとき、Pの値に最も近いものは(1)~(5)のうちどれか。ただし、sin 27°=0.454、cos27°=0.891、tan27°=0.510とし、重力の加速度は9.8 m/s²とする。

正答 (2)
正答は (2)。P は約2.5kN です。 【物体の重量】 560 × 9.8 = 5488N = 約5.49kN 【斜面に平行な方向の力P】 P = 重量 × sin27°   = 5.49 × 0.454 = 約2.5kN 【どちらに正弦を使うか】 斜面に平行(すべり落ちようとする力) → 正弦(sin) 斜面に垂直(斜面を押しつける力)   → 余弦(cos) 傾きが大きいほど、すべり落ちる力は大きくなるはずです。正弦は角度が大きいほど大きくなるので、平行成分が正弦です。
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【確かめ方】 水平(0°)のとき  P = 0  Q = 重量そのもの 垂直(90°)のとき  P = 重量 Q = 0 平らなところでは、すべる力はゼロ。まっすぐな崖では、押しつける力がゼロで全部がすべる力になります。 【QはPより大きい】 Q = 5.49 × 0.891 = 約4.9kN 27°は45°より浅いので、押しつける力のほうが大きく残ります。45°でちょうど等しくなります。 【ほかの選択肢】 (1) 1.3kN (3) 2.8kN  5.49に正接(0.510)をかけた値に近い (4) 4.9kN  Qの値(余弦をかけてしまった場合) (5) 5.6kN  重量に近い値 (4)が最も紛らわしい選択肢です。正弦と余弦を取り違えると、 ちょうどこの値になります。どちらの成分を聞かれているかを確かめます。 【正接が要らないわけ】 正接は、PとQの比を出すときに使う この問題は重量から成分を出すので、使うのは正弦と余弦だけです。問題文に三つ並んでいても、全部使うとは限りません。 【山で使う計算】 斜面に置いた原木がすべり落ちる力を見積もる 傾斜が急なところでは、原木がひとりでに動き出します。

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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