問3 図のように，ある惑星に宇宙船が着陸しようとして，宇宙船はロケット噴射を行い…
問1 ～問4 に答えよ。
問3 図のように，ある惑星に宇宙船が着陸しようとして，宇宙船はロケット噴射を行い，鉛直 方向に等速直線運動で降下中である。このときロケット噴射による鉛直方向上向きの力は何 N か。次の1 ～5 のうちから一つ選べ。ただし，この惑星の重力加速度の大きさを5 m/s2， 宇宙船の質量を1000 kg とし，噴射によるロケットの質量の減少は無視できるものとする。
- 1 200重力加速度と質量の積になっておらず、桁が合いません。
- 2 500重力加速度5 m/s2 をそのまま100倍しただけの値で、質量と合いません。
- 3 1000宇宙船の質量の数値をそのまま使っており、重力加速度をかけていません。
- 4 3000質量と重力加速度の積にはならない値です。
- 5 5000つり合いから、上向きの力は重力と等しく1000 × 5 = 5000 N になります。
解説
正解は5です。宇宙船は鉛直方向に等速直線運動で降下しているので、はたらく力はつり合っており、合力は0になります。したがって噴射による上向きの力の大きさは、宇宙船にはたらく重力の大きさと等しくなります。重力の大きさは質量と重力加速度の積なので、1000 kg × 5 m/s2 = 5000 N です。速さが変わらないなら力はつり合っている、と押さえておきましょう。
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