問2 摩擦のない水平面上にある質量5 kg の台車に12 N の一定の力を水平方…
問1 ～問4 に答えよ。
問2 摩擦のない水平面上にある質量5 kg の台車に12 N の一定の力を水平方向に加え続けたと き，2．4 m/s2 の加速度を生じた。次に，図のように，台車に質量3 kg のおもりをのせて同 じ力を加え続けると，台車とおもりは一体となって加速した。このときの加速度の大きさは 何m/s2 か。下の1 ～5 のうちから一つ選べ。
12 N おもり 台車
- 1 0．3力と質量を取り違えて割った場合などに出る値です。
- 2 1．512N÷8kg＝1.5m/s2となります。
- 3 2質量を6kgとした場合の値です。おもりの質量は3kgです。
- 4 2．4おもりをのせる前の加速度です。質量が増えたので小さくなります。
- 5 4質量を足さずに計算した場合などに出る値です。
解説
正解は2です。運動方程式は、力＝質量×加速度で表されます。最初の状態から、台車と一体になる全体の質量は5＋3で8kgです。力は12Nのままなので、加速度は12÷8で1.5m/s2となります。同じ力でも質量が大きくなるほど加速度は小さくなる、という反比例の関係を確かめておきましょう。同じ力なら、質量が2倍になると加速度は半分になります。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00002.htm）を加工して作成