大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和5年度（2023年度）追・再試験
問7 (物理基礎（第2問） 問3)

解答　2L

解説

まず求める距離をdとおいておきます。

小物体の質量をm、重力加速度の大きさをgとします。

動摩擦力の大きさをfとすると、fは一定値になります(補足参照)。

エネルギーと仕事の関係を考えると、

(静止後の力学的エネルギー)-(最初に小物体が持っていた力学的エネルギー)=(動摩擦力がした仕事)

であり、動摩擦力はいつでも負の仕事をすることに注意して、

問題文の前半より　0 - mgh = -fL つまり fL=mgh…①

問題文の後半より　0 - mg・(2h)= -fd つまり fd=2mgh…②

となります。②÷①より、

d/L = 2

d = 2L

よって答えは　2L　となります。

【※補足】

垂直抗力の大きさをNとします。

鉛直方向の力の釣り合いより

N=mg

動摩擦係数をμ'(一定)とすると、

f = μ'N = μ'mg

これは一定値です。