人間産業の主な仕事の1つは、重力に逆らって仕事をすることと、次のような構造物を建てることです。 彼らの質量と彼らの人々の質量に課せられた重力に耐えるのに十分な橋と建物 運ぶ。 これらの構造物を実際に構築する手段が必要であり、重い物体を正確に持ち上げるための最も有名な機械の1つはクレーンです。
クレーンは、あらゆるサイズのものが構築されている長い支配的なスカイラインであり、モーターとクレーンのアンカーポイントから離れた場所にある物体を持ち上げることができるレバーとして機能します。 これは、 ブームアーム、地面からの長さと角度は、手元の建設（または解体）作業に応じて変えることができます。
特定のクレーン設定の吊り上げ能力を決定するために、吊り上げ計算式が必要になる場合があります。 これには主に基本的なジオメトリが含まれますが、基礎となる物理学を少し理解することも役立ちます。
クレーンの部品と物理学
クレーンは、アウトリガーベースと呼ばれる移動可能で回転する（ただし、固定されている）プラットフォームの上から操作されます。 ブームアームは、その長さに対して所定の角度（たとえば30度）で上向きおよび外向きに伸び、このブームアームの端には、持ち上げて移動する荷物を持ち上げる装置があります。
荷重（質量×重力g、または9.8 m / s2）は（理想的には）垂直に持ち上げられるため、水平方向の力は作用しません（風の強い日はクレーンのオペレーターに大混乱をもたらします）。 代わりに、クレーンの上向きの力（装置の上部にある滑車によってリダイレクトされる）が負荷の重量と正確に釣り合うとき、張力T（単位長さあたりの力）がケーブルに維持されます。 モーターがこのポイントより上でTを駆動すると、ケーブルが力に耐えるのに十分な強度がある場合、負荷は上向きに移動します。
クレーンの形状
片側から見ると、クレーンブーム、地面、垂直ケーブルが直角三角形を形成しています。 斜辺はブームアームであり、三角形の長いアームはアウトリガーベースからの距離rです。 斜辺の負荷と短腕は、ブームの「先端」の垂直方向の高さhです。 接地。
有効半径rはアウトリガーベースを考慮に入れる必要があるため、持ち上げ能力を計算するためにわずかに短縮されます。 つまり、この事実上の直角三角形の先端が存在するモーターから直接開始することはありません。
平衡状態のクレーン
平衡状態にある平面には可動部分がありません。 これは、外力と外部トルクの合計がゼロであることを意味します。 負荷はアウトリガーベースでブームアームをその軸の周りで下向きに回転させる傾向があるため、このトルクは、重力によって加えられる直接下向きの力のバランスをとるとともにバランスをとる必要があります。
- 前述のように、水平方向の力の合計 すべき ゼロになります。
クレーン吊り上げ能力の計算
標準 クレーン容量計算式 によって与えられます
（r）（hC）/ 100、
ここで、rは半径（地面に沿った負荷までの距離）であり、hCは持ち上げ高さ×容量です。 容量は、選択した各ブームアームの長さと角度に固有であり、「参考文献」にあるような表で調べる必要があります。
最終的な計算は、実際には、選択したすべての半径で最大となるhCの値を使用して取得した平均です。 平均化されたポイントは、最小半径r自体、およびその間の5.0メートル単位のすべての正確な半径です。 したがって、値の完全なセットは1.9、5.0、10.0、および14.2 mのようになり、この場合の平均は4つの数値の平均になります。
