1. ある人が一定の速度で上昇するエレベーターに乗っています。その人の体重は800Nです。エレベーターのロープが切れた直後、エレベーターは落下します。ロープが切れる直前と直後に、エレベーターの床が人に及ぼす垂直抗力を求めなさい。
A. 800 N と 0
B. 800 N と 800 N
C. 1600 N および 0
D. 1600 N および 800 N
既知：
重量 (w) = 800 ニュートン
求めるもの：垂直抗力（N）
解決策：
エレベーターのロープが切れる前に
人がエレベーターの床に立っているとき、重力は人の下向きの方向に作用します。人は静止しているため、必ず垂直抗力が作用し、その方向は上向きで、垂直抗力の大きさは重力の大きさと同じです。
エレベーター内で人が静止しており、エレベーターが一定の速度で動いているため（ 加速)したがって、その人に対して作用する正味の力は存在しない。
∑F = 0
N – w = 0
N = w
N = 800ニュートン
エレベーターのロープが切れた後
エレベーターのロープが切れると、エレベーターと自由になった人は一緒に落下し、その加速度の大きさと方向は重力による加速度と同じになります。その人には垂直抗力は働きません。
正解はAです。
2. 質量20グラムのブロックが、粗い水平な床の上を一定の速度で移動している。ブロックに2Nの外力が作用する場合、ブロックが受ける摩擦力の大きさを求めよ。
A. 0.3 N
B. 1.4 N
C. 2.0 N
D. 3.6 N
既知：
質量 (m) = 20グラム
力（F）＝2ニュートン
求む：ブロックが受ける摩擦力の大きさ。
解決策：
ニュートンの第一運動法則に基づくと、物体が一定の速度で動いている場合、物体には加速度がない。物体が一定の速度で動いており、加速度がないのは、次の場合である。
摩擦力（F fric ）の大きさは、外力（F）の大きさと同じです。
摩擦力（F fric ）は外力（F）とは逆方向です。
ニュートンの第一運動法則を適用する：
∑ F = 0
F – F fric = 0
F = F fric
F fric = 2 ニュートン
正解はCです。
3. 長さ0.6m、高さ0.4mの滑らかな斜面があります。重さ1350Nのブロックがこの斜面を使って上向きに移動します。ブロックを動かすのに必要な力の大きさを求めなさい。
A. 100 N
B. 300 N
C. 600 N
D. 900 N
既知：
ブロックの重量 (w) = 1350 ニュートン
hyp = 0.6 m
対辺 = 0.4 m
求む：最小限の力
解決策：
斜辺 = 斜面 = 0.6 m
対辺 = 境界辺 = 0.4 m
Sinθ = bc / ac = 0.4 / 0.6 = 4/6 = 2/3
ニュートンの第一運動法則に基づくと、ブロックが上向きに動き始めると、外力（F）は少なくとも重力の水平成分（w x ）と同じになります。
∑ F = 0
F – w x = 0
F = w x
F = w xの場合、物体は一定の速度で上向きに動き始めます。
w x = w sin θ = (1350)(2/3) = (2)(450) = 900 ニュートン
正解はDです。
4. 3つの力、F 1 = 22 N、F 2 = 18 N、F 3 = 40 Nがブロックに作用しています。ニュートンの第一法則を表しているのはどの図ですか。
解決策：
ニュートンの第一法則：正味の力（ΣF）＝0。
A. F 1 + F 2 – F 3 = 22 N + 18 N – 40 N = 40 N – 40 N = 0
B. F 2 + F 3 – F 1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (右方向)
C. F 2 + F 3 – F 1 = 18 N + 40 N – 22 N = 58 N – 22 N = 36 N (右方向)
D. F 1 + F 3 – F 2 = 22 N + 40 N – 18 N = 62 N – 18 N = 44 N (左方向)
