(5)の記述問題で斜面に沿う力が大きくなるからと書きました。模範解答は台車に下向きに力が働き続けいているから。でした。
私の解答でも合っていますか？
回答
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ここが間違いやすいポイントですが、決して加速するからといって力が増えているわけではありません。例えば、ものを落とすとだんだんと加速して落ちていきます。しかし、はたらく力は空気抵抗を無視すれば重力だけであり、重力がだんだん大きくなっているわけではありません。別に、富士山に登ったら足取りが軽くなるわけではないので、重力の大きさは高さで変わるわけではないので地球上ではどこでも同じ物体ならほぼ重力は一定です。(あくまで地球規模の話。宇宙までは考えない)この一定の大きさの重力がかかり続けることで加速します。
だんだん加速する運動(等加速度直線運動という。ものを落としたり、斜面を転がしたり、一定の力で糸で引っ張り続けるなど)は、一定の力がずっとかかることで起こります。一方で、力が全く運動方向に加わらなければ、等速直線運動をします。注意が必要なのは、ここでの「力が加わらなければ」というのは、合力の話です。例えば、摩擦のない水平面を滑らせたら、全く水平方向には力が加わらないので等速直線運動をしますが、(鉛直方向には重力と床が物体を上向きに押す力である垂直抗力がはたらきます。)摩擦のある斜面でも、摩擦力と重力の水平方向の分力がつりあえば、水平方向には合力0なので、等速直線運動をします。合力が加わらない、つまり合力0のとき、物体に加わる水平方向の力はつりあっているという言い方をします。(作用反作用の法則との違いを話すると、長くなるので省きますが、大事なのでおさえておきましょう。)だから、釣り合いを保ちながら運動する場合、物体は等速直線運動をします。この例として高校入試で出るとすれば、糸におもりをつるして、滑車でつながった物体を斜面上向きに滑り上がらせるというものもあります。この場合は、糸が物体を引く力と重力の斜面水平方向の分力がつりあうときに、等速直線運動をします。
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