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理由で解く 柔道整復師

QJ32A106　運動学

出典：第32回柔道整復師国家試験（2024）午前 問106
問題
運動の第2法則における加速度で正しいのはどれか。
選択肢
1 力の大きさに反比例する。
2 物体の質量に反比例する。
3 物体の体積に反比例する。
4 力の働く方向と反対方向に働く。
解答
正解2（物体の質量に反比例する。）
解説

運動の第2法則（加速度の法則）は F＝ma で表される。加速度は力の大きさに比例し、物体の質量に反比例するので、正しいのは 2 である。

物体に力が働くと、その物体は力と同じ向きに加速度を生じる。式を a＝F/m と書き直すと、分子にあるのが力、分母にあるのが質量だと一目で分かる。つまり同じ力を加えても、質量が2倍の物体では加速度は半分になる。分母に入るのは「質量（kg）」であって体積ではない点、そして加速度の向きは合力の向きと一致する点が、この問題の2つの落とし穴である。徒手抵抗運動で、同じ力で押しても体格の大きい人ほど動き出しがゆっくりになる現象は、この法則そのものと理解しておくとよい。

✓ 2. 正しい
物体の質量に反比例する。
a＝F/m の分母が質量である。質量が大きいほど動かしにくい（慣性が大きい）ため、同じ力では加速度が小さくなる。
✗ 1. 誤り
力の大きさに反比例する。
力は分子にあるので、加速度は力に「比例」する。力を2倍にすれば加速度も2倍になる。
✗ 3. 誤り
物体の体積に反比例する。
動かしにくさを決めるのは体積ではなく質量である。発泡スチロールと鉄では同じ体積でも質量がまったく違い、同じ力で押したときの加速度も大きく異なる。比べる軸は必ず質量に置き換えて考える。
✗ 4. 誤り
力の働く方向と反対方向に働く。
加速度は加えた力（合力）と同じ向きに生じる。「反対向き」が出てくるのは第3法則（作用・反作用）で、そちらは大きさが等しく向きが逆の2力が“別々の物体”に働くという話であり、第2法則とは別物である。
ポイント
  • 運動の第2法則：F＝ma、すなわち a＝F/m。加速度は力に比例し、質量に反比例する。
  • 加速度の向きは合力の向きと一致する。向きが逆になるのは第3法則の反作用。
  • 慣性の大きさを決めるのは質量であって体積・重量感ではない。
  • 第1法則＝慣性の法則、第2法則＝加速度の法則、第3法則＝作用反作用の法則、と番号と名称をセットで覚える。
  • 単位の確認：1 N ＝ 1 kg・m/s²。式に単位を代入して確かめる習慣をつけると選択肢の真偽が判断しやすい。
比較表
法則名称内容式・キーワード
第1法則慣性の法則力が働かない（またはつり合う）と静止または等速直線運動を続けるΣF＝0
第2法則加速度の法則加速度は力に比例し質量に反比例、向きは力と同じF＝ma（a＝F/m）
第3法則作用反作用の法則大きさが等しく向きが逆の力が2つの物体に対で働くF₁₂＝−F₂₁
キーワード
ニュートンの運動の法則 運動の第2法則 慣性の法則 作用反作用の法則
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