水平な床の上に置かれた木の箱を、床と平行な向きに手で軽く押しましたが、箱は静止し…
水平な床の上に置かれた木の箱を、床と平行な向きに手で軽く押しましたが、箱は静止したままでした。このとき、手が箱を押す力とつり合っている力はどれか。
- ⑴ 箱と床の間にはたらく静止摩擦力静止している物体が面から水平向きに受ける力で、押す力と大きさが等しく向きが逆になっています。
- ⑵ 箱と床の間にはたらく動摩擦力動摩擦力は面の上をすべって動いている物体が受ける力で、静止した箱にはたらいていません。
- ⑶ 床が箱を押し上げる垂直抗力垂直抗力は面に垂直な鉛直上向きの力で、水平向きの押す力とはつり合いません。
解説
正解は⑴です。押しても箱が動かなかったということは、水平向きの力がつり合っているという意味になります。このとき手が押す力と等しい大きさで逆向きにはたらいているのは、箱と床の接する面で生じる静止摩擦力です。動摩擦力は面の上をすべっている物体が受ける力なので、静止した箱にはあてはまりません。また垂直抗力は面に垂直な向き、つまり鉛直上向きの力なので、水平向きの押す力とつり合う相手にはなりません。
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。