問3 ボールＡとボールＢがハンマーのする仕事から得た熱の量の大小関係について適切…
（1 ・2 のどちらか1 題を選び解答する） 熱の性質とエネルギーについて，問1 ～問5 に答えよ。 図1 のように，質量と大きさが等しい2 種類のボールＡとボールＢを，同じ高さから落下させ て床で跳ね返らせると，ボールＡはよく弾み，ボールＢはほとんど弾まなかった。ただし，空気 抵抗の影響はないものとする。 ボールＢ ボールＡ 図1 図1 で落下させた2 種類のボールを図2 のように木材に固定し，それぞれをハンマーでたたく 実験を行ったところ，ボールＡはハンマーの跳ね返りが大きく，ボールＢはハンマーの跳ね返り が小さかった。 それぞれのボールをハンマーで50 回ずつたたいたとき，ボールＡの温度はほとんど変化しな かったがボールＢの温度はたたき始める前より高くなった。ただし，ボールＡとボールＢの比熱 （比熱容量）は等しいものとする。 木材 ボールＢ ボールＡ 図2
問3 ボールＡとボールＢがハンマーのする仕事から得た熱の量の大小関係について適切なもの を，次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 ボールＡがハンマーの仕事から得た熱の量＞ ボールＢがハンマーの仕事から得た熱の量温度が上がったのはボールＢの方なので、多くの熱を得たのもボールＢです。
- 2 ボールＡがハンマーの仕事から得た熱の量＜ ボールＢがハンマーの仕事から得た熱の量比熱が等しいので、温度が上がったボールＢの方が多くの熱を得たことになります。
- 3 ボールＡがハンマーの仕事から得た熱の量= ボールＢがハンマーの仕事から得た熱の量温度の変化に差が出ているので、得た熱の量が等しいとはいえません。
- 4 ボールＡとボールＢがハンマーの仕事から得た熱の量の大小関係はわからない比熱が等しいと示されているので、温度変化の違いから熱の量の大小を判断できます。
この問題は問題の図（写真・図・表など）を見て答えます。図はこちらに転載していないため、下の出典のページから公式のPDFをご覧ください。解説だけでも読み取り方が分かるように書いています。
解説
正解は2です。ボールＡとＢは比熱が等しいと示されているので、温度がより上がった方が多くの熱を得たことになります。実験ではハンマーで50回ずつたたいたところ、ボールＡの温度はほとんど変わらず、ボールＢの温度は上がりました。したがってボールＢの方が多くの熱を得たことになり、ボールＡ＜ボールＢとなります。よく弾むボールＡはハンマーの仕事の多くをはね返す運動のエネルギーとして返すのに対し、弾まないボールＢは仕事の多くが内部で熱に変わるためです。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00011.htm）を加工して作成