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クレーン・デリック運転士の試験「力学に関する知識」は計算問題を含む科目です。過去問に繰り返し出題されるテーマは「モーメント・力の合成・荷重の分解・物体の安定・ワイヤロープの張力」の5テーマです。この記事では各テーマの解き方を解説します。
出典：安全衛生技術試験協会「クレーン・デリック運転士（限定なし）受験案内」・公表問題
テーマ1：モーメント
モーメントとは「力×距離」で求める値で、物体を回転させようとする働きです。
モーメント = 力（N）× 距離（m）
出題例
支点から2mの位置に1,000Nの力が作用している場合のモーメントを求めよ。
→ 1,000 × 2 = 2,000N・m
つり合いの問題では「支点を基準に左右のモーメントが等しい」という条件を使います。
テーマ2：力の合成（平行四辺形の法則）
方向の異なる2つの力を合成する場合は、平行四辺形の対角線が合力の方向と大きさを表します。
特に出題されるのは「同一直線上の2力の合成」と「直角に交わる2力の合成」です。
直角に交わる2力F1とF2の合力：
F = √(F1² + F2²)
直角の場合は三平方の定理（ピタゴラスの定理）を使います。
テーマ3：荷重の分解（傾斜のある力）
クレーンで斜めにつり上げる場合など、荷重を水平成分・垂直成分に分解する問題が出ます。
傾き角θの場合：
- 水平成分：F × cos θ
- 垂直成分：F × sin θ
試験ではθ=30°・60°・45°の値（sin・cos）を覚えておくと計算しやすくなります。
| 角度θ | sin θ | cos θ |
|---|---|---|
| 30° | 0.5 | 0.866 |
| 45° | 0.707 | 0.707 |
| 60° | 0.866 | 0.5 |
テーマ4：物体の安定（重心と転倒モーメント）
物体が安定しているかどうかは、重心の位置で判断します。重心が支持面（底面）の外に出ると転倒します。
転倒しない条件：安定モーメント ≥ 転倒モーメント
ロープでつり上げた荷の場合、ロープがV字形になっているとき、ロープの張力と合力の関係が出題されます。
テーマ5：ワイヤロープの張力
2本のワイヤロープで荷をつり下げる場合、各ロープの張力はつり角度によって変わります。
荷重W・2本のロープ・ロープがなす角度θ（2本ロープの開き角）の場合：
1本のロープの張力 = W / (2 × cos(θ/2))
つり角度が大きくなるほど（ロープが広がるほど）、各ロープにかかる張力は大きくなります。
テーマ6：安全係数
安全係数とは、ロープや機器の破断荷重を使用荷重で割った値で、クレーン等安全規則で最低値が定められています。
| 部材 | 安全係数 | 根拠条文 |
|---|---|---|
| ワイヤロープ（玉掛け以外） | 6以上 | クレーン則第213条 |
| フック・シャックル等の金具 | 5以上 | クレーン則第213条 |
| 玉掛け用ワイヤロープ | 6以上 | クレーン則第213条 |
安全係数 = 破断荷重 ÷ 使用荷重。
例：破断荷重120kNのワイヤロープを20kNで使用する場合：安全係数 = 120 ÷ 20 = 6
力学科目の学習ポイント
- 公式を丸暗記するのではなく、考え方（モーメントのつり合い・合力）を理解する
- 計算は整数・小数の計算で解けるように設定されていることが多い
- 電卓は使えないため、概算値（sin30°=0.5等）を活用する
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本記事は安全衛生技術試験協会の受験案内・公表問題に基づきます。受験前に公式サイト（https://www.exam.or.jp/）でご確認ください。
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