共通テスト（理科） 過去問
令和6年度（2024年度）追・再試験
問6 (物理基礎（第2問） 問2)

それぞれ等加速度直線運動の式を利用します。

重力加速度は下向きにgなので、下向きを正とすると、

y_A = v₀t + (1/2)gt²

y_B = 0 + (1/2)gt²

2式より、

y_A - y_B = v₀t + (1/2)gt² - (1/2)gt² = v₀t

つまり、tの1次関数となることがわかります。

よって、傾きのある直線が答えになります。

解答　右肩上がりの直線のグラフ

解説

時刻t=0の瞬間のAの位置をy_A0、Bの位置をy_B0とします。

(つまりy_A0は3階、y_B0は4階の位置を意味します)

問題文より、

y_A=y_A0 + v₀ t +(1/2)a_At²

y_B=y_B0 +(1/2)a_Bt²

であり、

a_A=a_B=(重力加速度)

に注意して差を考えると

y_A−y_B = (y_A0−y_B0) + v₀ t

となります。

よって(y_A−y_B)-t グラフは右肩上がりの直線となります。

【参考】

「自由落下する立場から見ると重力の影響が消えて見える」

ということを覚えておけば、計算しなくても、

「BからみてAは速度v₀で等速直線運動する」

とわかり、直ちに適切な選択肢を選ぶことができます。