2021年共通テスト物理本試験(第2日程)の1番最後の問題で、「摩擦のない理想的な状況」と「摩擦があ

2021年共通テスト物理本試験(第2日程)の1番最後の問題で、「摩擦のない理想的な状況」と「摩擦があるときの状況」を比べたときに、「真の質量」が前者を指しているのって紛らわしくないでしょうか？
これは問題の不備ではなく、私の読解力がないからでしょうか？

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/11/24 17:43

問題の一部しか示されていないので、x0 が何かとか、vmax が何かとか、質問者さんが言っている「摩擦のない理想的な状況」とか「摩擦があるときの状況」がどのように提示され述べられているのか全く分かりませんが、

・摩擦がないときの m=K(x0)^2 /(vmax)^2　　　①

に対して、摩擦があるときのバネの中立位置での速度 v は
　v < vmax
となりますから、それによって求めた
　m' = K(x0)^2 /v^2　　　　②
は
　m' > m
となります。
当然②は「真の質量」とは異なります。

「前者」を「真の質量」と呼ぶか否かとは関係なく、②は「真の質量とは異なる」ということを言っているだけかと思います。
「摩擦力」の文だけ「力学的エネルギー」が保存されていないわけですから、「力学的エネルギー保存」を前提とした②式は正しい質量を表していないからです。

仮に前者を「真の質量」と呼んでいるのだとしても、①は「働く力：F」と「加速度：a」の関係を示す「運動方程式 F=ma」を満足する「m」と等価のものですから、それを「真の質量」と呼んでも特に問題はないと思います。

この回答へのお礼

めちゃくちゃ理解しました。
摩擦のない状況と摩擦のある状況を比べているのではなく、「摩擦のあるときの」、真の質量と間違った計算式で出る質量を比べているのですね！
日本語難しい...

お礼日時：2022/11/24 18:31

No.1 回答者： HONTE 回答日時： 2022/11/24 16:47

問題が問題ですねッ！