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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?

「2021年共通テスト物理本試験(第2日程」の質問画像

A 回答 (2件)

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

 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。
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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

問題が問題ですねッ!

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