⑵ 張力の大きさをT よりも小さくした。動摩擦力の大きさの変化と物体の速さはどう…
問1 ～問3 に答えよ。 問2 図のように，摩擦のある水平面上で物体を水平方向に糸で引いた。⑴，⑵に答えよ。 進む向き 物体 張力 糸 水平面 動摩擦力
⑵ 張力の大きさをT よりも小さくした。動摩擦力の大きさの変化と物体の速さはどうなる か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 動摩擦力が大きくなるから，物体は減速していく。動摩擦力の大きさは垂直抗力と動摩擦係数で決まり、張力を変えても変化しないため、動摩擦力が大きくなるという説明は誤りです。
- 2 動摩擦力は変化しないから，物体は減速していく。動摩擦力は張力を変えても一定のままであり、張力がそれより小さくなると合力が逆向きになるため物体は減速し、正しい説明です。
- 3 動摩擦力が小さくなるから，物体は加速していく。動摩擦力は張力の大きさに応じて変化するものではないため、小さくなるという説明も、加速するという結論も誤りです。
- 4 動摩擦力と張力の大きさはいつでも等しいので，物体の速さは変わらない。動摩擦力と張力が等しいのは速さが一定のときだけであり、張力を小さくした後はもう両者の大きさは等しくありません。
解説
正解は2です。動摩擦力の大きさは、物体と水平面との間の動摩擦係数と垂直抗力の積で決まり、垂直抗力は物体の質量と重力加速度で決まるため、張力の大きさを変えても動摩擦力の大きさは変化しません。張力を⑴のときのTより小さくすると、進む向きの力(張力)が動摩擦力より小さくなるため、合力は運動と逆向きになり、物体は減速していきます。動摩擦力は接触面の状態で決まる量であり、引く力の大きさに応じて変わるものではない点を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_00019.htm）を加工して作成