アヤ先生の共通テスト2022に挑戦 〜理科〜

今回のトップ画像は茨城県鹿島市にある鹿島神宮の要石です。

なぜ要石の写真かと言うと、note大学study部の『アヤ先生の共通テスト』に応募するためです（今回の問題と関係性はある）。

そんな訳で、早速問題と答えの方を書いていきたいと思います！

問１＆問２：要石とコックリさん

問１の問題文：最上部にある斜線で示した石を「要石：かなめいし」と言います。要石が落下することなく静止していられる理由を、要石にはたらいている３つの力を図示しつつ簡潔に説明してください。

来ました。要石（かなめいし）。結論を言いますと、要石に働く３つの力が「静力学的なつり合いの条件」を満たしているから、要石は崩れないのです。

詳細を説明します。要石に働く３つの力とは、

１．要石の重力（体積力）
２．要石と左隣の石との間に働く摩擦力
３．要石と右隣の石との間に働く摩擦力

です。摩擦力は要石と隣石で押し付け合う力が垂直抗力に相当するため、発生しているものと考えます。

このとき、水平方向の力のつり合いは２つの摩擦力（ほぼ同等の摩擦力が働いている）から説明できます。そして、垂直方向の力のつり合いは要石の体積力と２つの摩擦力から説明できます。つまり、水平方向と垂直方向で働く力の合力がゼロになるということです。これが「静力学的な力のつり合い条件」です。

問２の問題文：１０円玉の上にみんなで人差し指をおくと１０円玉がいろんな方向に動き出す、いわゆる「コックリさん」と呼ばれる現象について、理屈っぽいコペルくんは以下のような仮説を立てました。

仮説：力の大小はあるけれど各自が無意識に１０円玉を前に押してしまっているだけで、そう考えればあらゆる１０円玉の動きは科学的に説明できる。

以下の４条件のうち、コペルくんの仮説では説明できない１０円玉の動きをすべて選び記号で答えなさい。

ア．図の①で、10円玉が中央からBに移動した。
イ．図の②で、10円玉が中央からBに移動した。
ウ．図の③で、10円玉が中央からAに移動した。
エ．図の④で、10円玉が中央からAに移動した。

こちらは実際に絵を見せた方が早いですね。指の押す方向に同じ大きさの力のベクトルを描きました。

指で押す力（２つ）のベクトルから合力を求めます。

まず、ア（①）は２つの力がつり合いの条件を満たしているので、１０円玉は静止してしまいます。つまり、コペル君の仮説では説明できない状況であることが分かります。

次に、イ（②）とウ（③）ですが、イはｘ方向、ウはｙ方向の合力成分がゼロになるため、各軸方向に沿うように１０円玉が移動します。つまり、コペル君の仮説では説明できない状況であることが分かります。

最後に、エ（④）ですが、明確な角度の指定はありませんが、ｘ方向とｙ方向の合力成分は共にゼロではありません。実際に作図してみますと、領域Ａに力のベクトルが向きます。つまり、コペル君の仮説で説明できる状況であることが分かります。

以上より、答えはア（①）とイ（②）とウ（③）になります。

問３：超常現象・自然科学に対する捉え方

問３の問題文：オーロラや流れ星などの現象について自然科学的に説明すると「夢やロマンがなくなるからやめて」と反発してくる生徒さんは少なくありません。あなたは、いわゆる超常現象や自然科学などについてどう考えますか。思うところを自由に論じなさい。

昔は自分もオーロラや流れ星などの現象について、理屈から入ろうとする（説明しようとする）ようなタイプでした。例えば「綺麗だなー」とか、そういう感情論的な話を避ける傾向があったような気がします。

超常現象や自然科学に関することは、まだ全てが解明されていないだけで、究極的には全て理屈で説明できることだとは思います。そのメカニズムを知ることも楽しいことのひとつだと個人的には考えています。

ただ、最近は「何事においても感じ方は人それぞれ」だと考えるようになり、こと超常現象に関しても肯定派なり否定派なり、そこは割り切って考えるようにしています。スピリチュアルな話は科学的に説明できないところがありますよね。

いわゆる「感情」で考えるか「理屈」で考えるかの違いですね。どちらが正しいということでもなく、どちらが最適解かも状況次第で変わると思います。問題文に立ち返るならば、どちらの観点で会話しているのかを把握することの方が大事だと思います（会話を成立させるために必要なこととして）。

最後に、自然科学の観点で言えば何事も科学的に説明できるはずなので、科学技術の発展のためにも、どんどん解明を進めてほしいと思います。どう捉えるかはその先の話なのです。

おわりに

今回はnote大学study部の『アヤ先生の共通テスト』に参加してみました。

問題はまだ何問も残されているので、時間ある時に記事にしていきたいと思います（一応来週までと期限は決めておきます）。

以上、note大学study部の理系担当より。

ポケモンで「かなめいし」と言えばコレ。ミカルゲと言います。第４世代（ダイヤモンド・パール）から登場しているポケモンです。ポケモンに関しても書こうと思うので、その際はどうぞよろしくお願いします！

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最後まで読んでいただき、ありがとうございました。実際は非定期ですが、毎日更新する気持ちで取り組んでいます。あなたの人生の新たな１ページに添えるように頑張ります。何卒よろしくお願いいたします。

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