大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）追・再試験
問72 (物理（第1問） 問2（1）)

「物体は静止した」というのがこの問題のポイントです。

物体が静止しているということは、

慣性の法則からこの物体にかかるすべての力の合力がつり合っていることがわかります。

今、物体にかかっている力は

重力

斜面から受ける垂直抗力

静止摩擦力

の3つであり、これらがつり合っているため、

斜面から受ける垂直抗力と静止摩擦力の合力は

重力とつり合うことがわかります。

よって、斜面から受ける垂直抗力と静止摩擦力の向きは重力と反対の向きである

鉛直方向上向きであることがわかります。

物体が斜面から受ける垂直抗力と静止摩擦力の合力の向きを表す矢印として最も適当なものは

鉛直上向き方向になります。

合力を求めるために、垂直抗力と静止摩擦力の力の向きをそれぞれ求めていきましょう。

垂直抗力の力の向きは斜面に垂直上向きな方向になります。

これは垂直抗力が重力の斜面に垂直な方向成分と力の釣り合いの関係になるからです。

続いて、静止摩擦力の力の向きは斜面に平行上向きな方向になります。

こちらは静止摩擦力が重力の斜面に平行な方向成分と力の釣り合いの関係になるからです。

この2つの合力は、斜面に垂直上向きな方向と斜面に平行上向きな方向の間の方向、

つまり、鉛直上向きの方向になります。

※垂直抗力と静止摩擦力の合力は重力とつり合う、という見方もできます。