1秒間に50回打点する記録タイマーを使って、水平な台の上を動く台車の運動を記録し…
1秒間に50回打点する記録タイマーを使って、水平な台の上を動く台車の運動を記録しました。記録テープを5打点ごとに切り取って順に並べたところ、どの区間のテープの長さも等しくなりました。この運動について正しく述べたものはどれか。
- ⑴ 台車にはたらく力がつり合っていないため、運動が続いている。力がつり合っているからこそ、速さが変わらずに動き続けます。
- ⑵ 台車の速さはしだいに小さくなっている。速さが減るならテープの長さは順に短くなりますが、等しくなっています。
- ⑶ 台車の速さは一定で、進む向きも変わっていない。同じ時間に進む距離が等しいので、速さが変わらない等速直線運動です。
- ⑷ 1つの区間が表す時間は0.5秒である。1打点は50分の1秒なので、5打点では0.1秒になります。
- ⑸ 台車の速さはしだいに大きくなっている。速さが増すならテープの長さは順に長くなりますが、等しくなっています。
- ⑹ 台車には、進む向きに力がはたらき続けている。進む向きに力がはたらけば速さが増すはずで、記録と合いません。
解説
正解は⑶です。1秒間に50回打点するので、1打点にかかる時間は50分の1秒、5打点では0.1秒です。どの区間も同じ0.1秒でありながらテープの長さが等しいということは、同じ時間に同じ距離を進んでいるということですから、速さは変わっていません。まっすぐな台の上を一定の速さで進む運動を等速直線運動といい、このとき台車にはたらく力はつり合っています。
AIが生成したオリジナル問題です。実際の試験問題ではありません。