問2 図のように，摩擦のある斜面上の点A から物体を初速度0 ではなしたところ，…
問1 ～問4 に答えよ。
問2 図のように，摩擦のある斜面上の点A から物体を初速度0 ではなしたところ，物体は斜 面に沿って下向きにすべり下り，点B をある速度で通過した。点A から点B まですべり下 りる間の物体の力学的エネルギーの変化について，正しく説明している文はどれか。下の 1 ～4 のうちから一つ選べ。
A
- 1 力学的エネルギーが保存されるので，変化しなかった。摩擦がある場合、力学的エネルギーは保存されません。
- 2 加速しながら斜面をすべり下りるので，力学的エネルギーは増加した。速さは増しますが、そのぶん高さが下がっています。全体としては減っています。
- 3 動摩擦力が負の仕事をするので，力学的エネルギーは減少した。動摩擦力が負の仕事をするので、力学的エネルギーは熱になって減ります。
- 4 物体と斜面の間の動摩擦係数の値によって，力学的エネルギーは増加する場合も減少する場合もある。動摩擦係数の値によって減り方は変わりますが、増えることはありません。
解説
正解は3です。力学的エネルギーが保存されるのは、摩擦や空気抵抗がはたらかない場合だけです。ここでは斜面に摩擦があるので、動摩擦力が運動と逆向きにはたらき、物体に負の仕事をします。そのぶん力学的エネルギーは熱に変わって減っていきます。動摩擦係数の大小は減る量を変えるだけで、増えることはありません。摩擦や空気抵抗があるかどうかで、保存できるかどうかが決まります。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00001.htm）を加工して作成