問4 図のように，ドローンがプロペラを回転させた状態で空中にとどまっている。その…
問1 ～問4 に答えよ。
問4 図のように，ドローンがプロペラを回転させた状態で空中にとどまっている。その理由を 説明している文として，最も適切なものはどれか。下の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 プロペラが空気を下向きに押し，ドローンにはその反作用の上向きの力がはたらくから。空気を下向きに押した反作用で、上向きの力を受けています。
- 2 ドローンはとても軽く重力を無視できるから。どんなに軽くても重力ははたらきます。無視することはできません。
- 3 プロペラの回転に関係なく，常に位置エネルギーが一定に保たれるから。位置エネルギーが一定であることは、浮いていられる理由にはなりません。
- 4 プロペラの回転によって発生した熱による上昇気流が生じるから。上昇気流で浮いているのではありません。空気を押す力によるものです。
解説
正解は1です。プロペラが空気を下向きに押すと、その反作用として空気がプロペラを上向きに押し返します。この上向きの力が重力とつり合うことで、ドローンは空中にとどまることができます。作用と反作用は、2つの物体の間で必ず対になってはたらき、大きさが等しく向きが逆になります。力のつり合いとは別の考え方である点に注意してください。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00003.htm）を加工して作成