図のような滑車を用いて、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…
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40問
図のような滑車を用いて、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、誤っているものは(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。
正答 (3)
正答は (3)。この式が誤っています。
(3) の図は、上に定滑車が1個、下に動滑車が2個あり、
動滑車の組を支えているロープは4本です。したがって、
正しくは F = W ÷ 4 × g
図に書かれているのは W ÷ 3 × g なので、誤りです。
【ほかの選択肢】
(1) 定滑車2個・動滑車2個 → 支えるロープは4本
F = W ÷ 4 × g 正しい
(2) 動滑車1個 → 支えるロープは2本
F = W ÷ 2 × g 正しい
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(4) 定滑車1個・動滑車1個 → 支えるロープは2本
F = W ÷ 2 × g 正しい
(5) 定滑車1個だけ → 力は軽くならない
F = W × g 正しい
【数え方】
動く側の組から、上へ向かって出ているロープの本数で割る
動滑車が何個あるかではありません。動滑車が2個なら、そこから上へ出ているロープは4本になります。
【定滑車と動滑車】
定滑車 軸が固定されている。力の向きを変えるだけ
動滑車 荷と一緒に動く。支えるロープの本数だけ力が減る
(5)のように定滑車だけなら、いくつ並べても力は減りません。
【(3)がひっかけになっているわけ】
滑車が全部で3個あるので、つい「3で割る」と思ってしまう
数えるのは滑車の数ではなく、ロープの本数です。
【ただでは得しない】
力が 1/4 になるかわりに、ロープを引く長さは4倍になる
荷を1m上げるには、4m引かなければなりません。
【質量と力】
Wは質量なので、力にするには g を掛ける
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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最終更新日
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