力と運動（知識）の問題
物体の運動と力について述べた次の文のうち、正しいものを、次のア〜オからすべて選べ。
- ア 一定の速さで一直線上を運動している物体には、力がはたらいていないか、はたらいている力の合力が になっている。
- イ 作用と反作用の 2 力は、同じ物体にはたらき、大きさが等しく向きが反対なので、互いに打ち消し合う。
- ウ 質量の大きいトラックと質量の小さい乗用車が正面から衝突するとき、乗用車がトラックから受ける力の大きさは、トラックが乗用車から受ける力の大きさと等しい。
- エ 物体の加速度の向きは、物体にはたらく力の合力の向きと同じである。
- オ 運動している物体には、必ずその運動の向きに力がはたらいている。
この問題で使うもの
- 慣性の法則と力のつり合い（説明と入口の問題）
- 運動の法則（運動方程式）（説明と入口の問題）
- 作用反作用の法則とつり合う 2 力の区別（説明と入口の問題）
この問題を解けるようになるまで（7 技能）
読み込み中…
右端（太枠）がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
運動の 3 法則（慣性の法則・運動の法則・作用反作用の法則）のそれぞれが何を述べているかを確認しましょう。
ヒント 2
運動方程式 では、加速度と合力が結びついています。速度（運動の向き）と結びついているのではありません。また、作用・反作用の 2 力は「別々の物体」にはたらきます。
ヒント 3
作用・反作用とつり合いを混同している文を 1 つ、力と運動の向きを混同している文を 1 つ見つけて除きましょう。
答えと解説
答えを見る
ア, ウ, エ
どこでつまずきましたか？（選ぶと、戻る場所を案内します）
解説を読む
慣性の法則（運動の第 1 法則）、運動の法則（第 2 法則、運動方程式 ）、作用反作用の法則（第 3 法則）をもとに、各文を調べます。
ア（正しい） 慣性の法則より、物体に力がはたらいていないか、はたらく力の合力が のとき、静止している物体は静止し続け、運動している物体は等速直線運動を続けます。逆に、等速直線運動をしている物体は加速度が なので、運動方程式 より合力 は です。
イ（誤り） 作用と反作用の 2 力は、大きさが等しく向きが反対で同一作用線上にありますが、互いに相手の物体にはたらく力です。はたらく物体が異なるので、打ち消し合うことはありません。同じ物体にはたらいて打ち消し合うのは、つり合う 2 力です。「同じ物体にはたらき」が誤りです。
ウ（正しい） 乗用車がトラックから受ける力と、トラックが乗用車から受ける力は、作用・反作用の関係にあります。作用反作用の法則は物体の質量や運動のようすに関係なく成り立つので、2 力の大きさは等しくなります（質量の小さい乗用車のほうが、加速度の大きさが大きくなります）。
エ（正しい） 運動方程式 より、質量 は正なので、加速度 の向きは合力 の向きと同じです。
オ（誤り） 慣性の法則より、力がはたらいていなくても（合力が でも）物体は等速直線運動を続けます。また、鉛直上向きに投げ上げた物体が上昇しているとき、はたらく力は鉛直下向きの重力だけです。運動の向きに力がはたらいているとは限りません。
よって、正しいものはア、ウ、エです。
別解
ア: 等速直線運動は加速度が 0 なので、運動の法則より合力は 0（力がはたらかない場合も含む）。正しい。
イ: 作用と反作用は別々の物体にはたらく力なので、打ち消し合わない（つり合いの 2 力とは異なる）。誤り。
ウ: 作用・反作用の法則より、衝突の際に 2 つの車が互いに及ぼす力の大きさは等しい。正しい。
エ: 運動方程式 より、加速度の向きは合力の向きと同じ。正しい。
オ: 慣性の法則により、力がはたらかなくても等速直線運動を続ける。運動の向きに力が必要とは限らない。誤り。
よって正しいものは ア, ウ, エ。