45PM11｜第45回 第2種ME技術実力検定試験 過去問

正答

2

この問題のポイント

この問題では、力学の基本である垂直抗力と摩擦力の合力の向きが問われています。

床面から物体が受ける力は、1つの力だけではありません。

• 床面に垂直な向きの垂直抗力
• 床面に沿った向きの摩擦力

この2つを合成した向きを考えます。

解説

図では、物体に右側から左向きの力が加えられています。したがって、物体は左向きに動こうとします。

摩擦力は、物体の運動または運動しようとする向きに逆らう向きにはたらきます。そのため、床面から物体が受ける摩擦力は右向きです。

一方、物体は床面に接しているため、床面から上向きに垂直抗力を受けます。水平な床面なので、垂直抗力は上向きです。

つまり、床面から物体が受ける力の成分は次の2つです。

• 上向き：垂直抗力
• 右向き：摩擦力

この2つの合力は、右上向きになります。図の中では②の方向です。

ひっかけポイント
「床面から受ける力」と聞かれたら、重力や外から加えた力を含めません。床面が物体に及ぼす力、つまり垂直抗力と摩擦力の合力だけを考えます。

また、物体が床面を押す力は、床面から物体が受ける力とは反対向きです。作用・反作用を混同しないようにしましょう。

選択肢の確認

1．①の方向
誤り。
①は左上向きです。上向きの垂直抗力は含まれていますが、摩擦力の向きが左向きになっています。物体は左へ動こうとするため、床面から受ける摩擦力は右向きです。

2．②の方向
正しい。
②は右上向きです。床面から物体が受ける上向きの垂直抗力と、右向きの摩擦力を合成すると右上向きになります。

3．③の方向
誤り。
③は右下向きです。摩擦力の右向き成分は合っていますが、床面から物体が受ける垂直方向の力は下向きではなく上向きです。

4．④の方向
誤り。
④は下向きです。下向きには重力がはたらきますが、重力は床面から受ける力ではありません。床面から受ける垂直抗力は上向きです。

5．⑤の方向
誤り。
⑤は左下向きです。これは、物体が床面に及ぼす力の向きとして考えると近い向きです。しかし、問われているのは物体が床面から受ける力なので、作用・反作用の向きを取り違えないことが重要です。

覚えるポイント

• 床面から受ける力は、垂直抗力と摩擦力の合力として考える。
• 垂直抗力は、床面に垂直で、この問題では上向きにはたらく。
• 摩擦力は、物体の運動または運動しようとする向きに逆らう。
• 左向きに押される物体では、床面から受ける摩擦力は右向きになる。
• 「物体が床面から受ける力」と「物体が床面に及ぼす力」は作用・反作用の関係で、向きが反対になる。