qO5S1　■わかりやすい高校物理の部屋■

図1のように、なめらかな水平面上に箱A、B、Cが接触して置かれている。箱Aを水平右向きの力で押し続けたところ、箱A、B、Cは離れることなく、右向きに一定の加速度で運動を続けた。このとき、箱Aから箱Bにはたらく力を $f_{1}$ 、箱Cから箱Bにはたらく力を $f_{2}$ とする。力 $f_{1}$ と $f_{2}$ の大きさの関係についての説明として最も適当なものを、後の①～④のうちから一つ選べ。ただし、図中の矢印は力の向きのみを表している。

① $f_{1}$ の大きさは、 $f_{2}$ の大きさよりも小さい。
② $f_{1}$ の大きさは、 $f_{2}$ の大きさよりも大きい。
③ $f_{1}$ と $f_{2}$ の大きさは等しい。
④ $f_{1}$ の大きさは、最初は $f_{2}$ の大きさよりも小さいが、しだいに大きくなり $f_{2}$ の大きさと等しくなる。

#共テ23本試物理基礎

問題文中に「一定の加速度で運動を続けた」とありますから、3つの箱は静止しているわけでもなく、等速で運動しているわけでもありません。加速しています。加速しているということは『接する物体』項で説明したとおり、各種の力はつり合っているわけではありません。同じ大きさではありません。作用反作用の力ははたらいていますが、箱Aを押した力と $f_{1}$ と $f_{2}$ の3つは同じ大きさではありません。『接する物体』項で説明したように3つの力は右にいくほど目減りしています。小さくなっています。

答えは ② です。

実際の力の大きさの様子は以下のような感じになります。

作用反作用の力を全て描くとこんな感じで、

3つの箱全体にはたらく力、

箱Aにはたらく力、

箱Bにはたらく力、

箱Cにはたらく力、

はこんな感じになります。