大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）本試験
問1 (物理基礎（第1問） 問1)
問題文
図1のように、なめらかな水平面上に箱A、B、Cが接触して置かれている。箱Aを水平右向きの力で押し続けたところ、箱A、B、Cは離れることなく、右向きに一定の加速度で運動を続けた。このとき、箱Aから箱Bにはたらく力をf1、箱Cから箱Bにはたらく力をf2とする。力f1とf2の大きさの関係についての説明として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、図中の矢印は力の向きのみを表している。 
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和5年度（2023年度）本試験 問1（物理基礎（第1問） 問1） （訂正依頼・報告はこちら）
図1のように、なめらかな水平面上に箱A、B、Cが接触して置かれている。箱Aを水平右向きの力で押し続けたところ、箱A、B、Cは離れることなく、右向きに一定の加速度で運動を続けた。このとき、箱Aから箱Bにはたらく力をf1、箱Cから箱Bにはたらく力をf2とする。力f1とf2の大きさの関係についての説明として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。ただし、図中の矢印は力の向きのみを表している。
- f1の大きさは、f2の大きさよりも小さい。
- f1の大きさは、f2の大きさよりも大きい。
- f1とf2の大きさは等しい。
- f1の大きさは、最初はf2の大きさよりも小さいが、しだいに大きくなりf2の大きさと等しくなる。
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この過去問の解説 （1件）
01
解答 f1の大きさは、f2の大きさよりも大きい。
解説
運動の様子から物体にかかっている力を求める問題と考え方は同じです。
運動方程式を用いて考えます。
右向きを正とします。
箱A・B・Cの加速度は等しく、
正の一定値で、それをaとします。
箱Bの質量をmとします。
箱Bについての運動方程式
ma = |f1| -|f2|
より
|f1| -|f2| = ma > 0
したがって
|f1| > |f2|
の関係が成り立ちます。
よって答えは f1の大きさは、f2の大きさよりも大きい。 となります。
この選択肢が正解となります。
運動方程式ma=Fの使い方
質量mが既知の物体について、
①物体が受けている合力Fの情報から、物体の運動の様子(加速度a)がわかる。
②物体の運動の様子(加速度a)の情報から、その物体が受けている合力Fがわかる。
今回は②の使い方をする問題でした。
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