力と運動（知識）の問題

大きさをもつ物体（剛体）にはたらく力と、そのつり合いについて述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　偶力は合力が $0$ であるが、偶力のモーメントの大きさは、どの点のまわりで考えるかによって異なる。
• イ　剛体にはたらく力の作用点を、その力の作用線上で移動させても、剛体の運動に対する力のはたらき（並進運動と回転運動への効果）は変わらない。
• ウ　剛体にはたらく力の合力が $0$ であれば、剛体は回転を始めることはなく、必ずつり合いの状態にある。
• エ　剛体の重心は、必ず物体を構成する物質がある場所（物体の内部）にある。
• オ　力のモーメントの大きさは、力の大きさと、回転軸から力の作用点までの距離との積で常に表される。

大きさをもつ物体（剛体）が、いくつかの力を受けて静止している場合を考える。次の文中の空欄 a・b に入る語句の組み合わせとして正しいものを、下の表のア〜エのうちから 1 つ選べ。

剛体が静止を続ける（つり合う）ための条件は、剛体にはたらく力の [ a ] が $0$ であり、かつ、ある 1 点のまわりの力のモーメントの和が $0$ であることである。この 2 つの条件が成り立つとき、力のモーメントの和は、[ b ]。

• ア
• イ
• ウ
• エ

鉛直なちょうつがい（回転軸）のまわりに回転できる、閉じた状態のドアがある。ドアは平らな板で、ドアの面は鉛直である。このドアに水平な力を 1 つ加える。力の作用点は、ドアの面上で、回転軸と同じ高さにある点とする。

回転軸のまわりの力のモーメントについて述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。

• ア　力のモーメントの大きさは、どの向きに押す場合も、力の大きさと、回転軸から力の作用点までの距離の積で決まる。
• イ　同じ大きさの力でドアの面に垂直に押すとき、回転軸に近い点を押すほど、力のモーメントの大きさは大きくなる。
• ウ　作用線が回転軸を通る向きに押す力は、どれほど大きくても、回転軸のまわりの力のモーメントは $0$ である。
• エ　力のモーメントの大きさは、力の大きさだけで決まり、力を加える位置や向きにはよらない。

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 $0$ 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。

なめらかな水平面上に、質量 $m_{\mathrm{A}}$ の物体 A と質量 $m_{\mathrm{B}}$ の物体 B を、A の前面と B の後面が接するように一直線上に並べて置く。人が A の後面を、手で水平に（A と B が並ぶ向きに）一定の大きさの力で押し続けたところ、A と B は離れることなく一体となって、一定の加速度で速さを増していった。物体と水平面の間に摩擦はなく、空気抵抗は無視できるものとする。

この運動について述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　A と B は加速しているので、A が B を押す力の大きさは、B が A を押す力の大きさより大きい。
• イ　A が B を押す力と B が A を押す力は、同じ作用線上にあって大きさが等しく逆向きなので、つり合っている。
• ウ　B が受ける水平方向の力は A が B を押す力だけであり、その大きさは $m_{\mathrm{B}}$ と B の加速度の大きさの積に等しい。
• エ　手が A を押す力の大きさは、A が B を押す力の大きさに等しい。
• オ　途中で手を A から離すと、A と B には水平方向の力がはたらかなくなるので、A と B はただちに静止する。