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技術士一次試験 専門科目 機械部門 R4 Ⅲ-16

解説:H.sin氏(機械部門)

令和4年

Ⅲ-16

下図のように,共有する中心軸に固定された2個の定滑車A,Bと1個の動滑車をくさりで連結した差動滑車がある。動滑車の中心に重さWの物体を吊るした状態で,差動滑車を停止させるためにAにかかったくさりを引く力Fとして,適切なものはどれか。なお,定滑車A,Bの半径はそれぞれRとrで動滑車の重さは無視する

①W(R+r)/R ②W(R-r)/R ③W(R+r)/2R ④W(R-r)/2R ⑤W(R-r)/2

 

解説

[解くために必要な知識]

 滑車問題は、同一のくさり(チェーン、ロープ)にかかる張力は全て同じであることが重要です。

 

では問題を解いてみましょう。

 くさりにかかる張力をTとおいて

A滑車の回転モーメントのつり合い

動滑車の力のつり合い それぞれを考える。

 

A滑車の回転のつり合い

FR+Tr=TR

動滑車の力のつり合い

W=2T なので張力は T=W/2 

FR+Wr/2=WR/2

FR=W(R-r)/2

F=W(R-r)/2R

 

よって回答④となる。