水平な床の上に置いた物体を、床から斜め上へ30度の向きに引きながら、一定の速さで…
水平な床の上に置いた物体を、床から斜め上へ30度の向きに引きながら、一定の速さですべらせています。このとき物体に働く力について正しいものはどれか。
- ⑴ 摩擦力は、引いている向きと同じ向きに働いている。すべる向きと反対に働きます。
- ⑵ 引く力の大きさは、物体に働く重力の大きさに等しい。重力とつり合うのは、垂直抗力と引く力の上向きの成分です。
- ⑶ 垂直抗力の大きさは、物体に働く重力の大きさより小さい。引く力の上向きの成分があるためです。
- ⑷ 物体に働くすべての力の合力は、進む向きを向いている。一定の速さなので合力は0です。
解説
斜め上に引くと、引く力は水平方向の成分と鉛直方向の成分に分けられます。鉛直方向では、重力が下向き、垂直抗力と引く力の上向きの成分が上向きに働いてつり合うため、垂直抗力は重力より小さくなります。一定の速さですべっているので加速度は0であり、物体に働くすべての力の合力も0です。水平方向では、引く力の水平成分と、すべる向きと反対に働く摩擦力とがつり合っています。
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。