物理分野の用語と知識の問題
次の文は、身のまわりではたらく力について述べたものである。
水平な床の上に置いた重い箱を、手で水平に押したが、箱は動かなかった。このとき、手が箱を押す力とつり合っているのは、床と箱がふれ合う面で、箱の動きをさまたげる向きにはたらく[ a ]である。また、輪ゴムの両端を指にかけて引きのばすと、輪ゴムが元の形にもどろうとして、指を引く力がはたらく。このような力を[ b ]という。
文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、次のア〜エから 1 つ選べ。
| a | b | |
|---|---|---|
| ア | 垂直抗力 | 弾性力 |
| イ | 摩擦力 | 重力 |
| ウ | 垂直抗力 | 重力 |
| エ | 摩擦力 | 弾性力 |
この問題で使うもの
- 力の種類とはたらき(説明と入口の問題)
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
力の種類(重力・弾性力・摩擦力・垂直抗力など)が、それぞれどんなときに、どの向きにはたらく力かを思い出そう。
ヒント 2
a は「ふれ合う面で、動きをさまたげる向き」にはたらく力、b は「変形した物体が元にもどろうとする」力である。
ヒント 3
垂直抗力は面に垂直な向きにはたらくので、水平に押す力とはつり合わない。これで a が垂直抗力の選択肢は除ける。残りは b がどちらかで決まる。
答えと解説
答えを見る
エ
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解説を読む
a について 物体どうしがふれ合う面で、物体の動きをさまたげる向きにはたらく力を摩擦力という。箱を水平に押しても動かないのは、押す力と反対向きに、同じ大きさの摩擦力が床から箱にはたらき、2 つの力がつり合っているからである。垂直抗力は、面が物体を面に垂直な向き(この場合は上向き)に押す力で、箱にはたらく重力とつり合う力である。水平に押す力とはつり合わない。
b について 変形した物体が元の形にもどろうとして生じる力を弾性力(弾性の力)という。引きのばされた輪ゴムが指を引く力は弾性力である。重力は地球が物体を地球の中心に向かって引く力で、輪ゴムが元にもどろうとする力ではない。
よって、a は摩擦力、b は弾性力となり、正しい組み合わせは エ である。
正解でない選択肢について:
- ア a の垂直抗力は面に垂直な向き(上向き)にはたらく力で、水平に押す力とはつり合わない。
- イ b の重力は地球が物体を引く力で、変形した輪ゴムが元にもどろうとする力ではない。
- ウ a・b ともに誤り。
別解
a: 箱は動いていないので、手が押す力とつり合う力がはたらいている。接する面で動きをさまたげる向きにはたらく力は摩擦力。垂直抗力は面に垂直な向きの力で、押す力(水平)とはつり合わない。よって a は摩擦力。
b: 変形した物体が元の形にもどろうとしてはたらく力は弾性力(弾力)。重力は地球が物体を引く力なので当てはまらない。
各選択肢: ア(a が垂直抗力で誤り)、イ(b が重力で誤り)、ウ(両方誤り)、エ(a 摩擦力、b 弾性力で正しい)。よって正解はエ。