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77 (物理（第2問） 問1)

次の文章を読み、後の問いに答えよ。

振動数f₀の十分大きな音を出す音源を用意する。密閉された箱内部に質量mの物体が糸でつるされている装置に、この音源またはマイクロフォン（マイク）を取り付けて、図1のように、上空から初速度0で鉛直下方に落下させる。装置は図の姿勢を保ったまま落下するものとし、装置の落下の向きを正とする。また、重力加速度の大きさをg，物体を含む装置全体の質量をM，音速をVと表す。ただし、風などの影響はないものとする。

十分な高さからこの装置を落下させると、その運動に空気の抵抗力の影響が次第に現れてくる。この抵抗力F_Rは装置の落下速度vに比例し、比例定数k（k＞0）を用いて、
F_R＝−kv
であるとして考えよう。さて、落下開始後しばらくすると、装置の落下速度は大きさv′の終端速度に達し、一定となる。このv′を表す式として正しいものを、次の選択肢のうちから一つ選べ。