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…

移動式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0.5とし、重力の加速度は9.8m/s²とする。

移動式クレーン運転士 2024年上半期(2024年10月公表) 第36問の図
正答 (2)
正答は (2)。100kg 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。 【最大静止摩擦力の式】 最大静止摩擦力 = 静止摩擦係数 × 垂直力 490 = 0.5 × 垂直力 垂直力 = 490 ÷ 0.5 = 980N 【垂直力から質量へ】 垂直力 = 質量 × 9.8 質量 = 980 ÷ 9.8 = 100kg 【水平な床では】 垂直力 = 物体の重さ(質量×重力の加速度) 床が水平なので、物体の重さがそのまま床を押す力になります。
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【つまずきやすいところ】 摩擦係数を「掛ける」か「割る」か 求めたいのは垂直力のほうなので、割ります。掛けてしまうと490×0.5 = 245 となり、(3) の245kgを選ぶことになります。 【もう一つのつまずき】 9.8 で割るのを忘れると、980kg((4))になる 答えの単位がkgなので、力(N)から質量(kg)へ直します。 【摩擦のきまり】 最大静止摩擦力 > 運動摩擦力 動き出す瞬間がいちばん重く、動き出せば軽くなります。 【摩擦係数の意味】 0.5 なら、重さの半分の力で動き出す 面の組合せで決まる値で、接触面の広さには関係しません。

出典:移動式クレーン運転士 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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