• 締切済み

球の摩擦

高校の物理実験の授業で、生徒が自分達で実験を考えてやる、という時間があるんですよ。 そこで僕達の班は「球の摩擦」を調べる実験を考えることになったのですけど、どうも良い方法が思いつかなくて…。。 極力理論値に近づけられれば少しくらいの誤差はあっても良いと思うのですが、もし良い実験方法を知っている方がいれば教えて下さるとありがたいです。

みんなの回答

  • tanomo
  • ベストアンサー率39% (9/23)
回答No.2

高校生ですよね? 球の摩擦を知るには、「剛体運動」というおそらく高校では習わない物理概念を使わなければならないと思います(うまい方法があるのかも知れませんが、私には思いつきません)。そんなものは先刻承知だというのであれば、No.1の方が回答されているように斜面に球を転がすのが良いと思います。ビデオカメラが使えるならば、その様子を撮影して後で時間と位置との関係を理論的な球体の運動方程式にぶち込めば摩擦係数を算出できます。 もし、他のテーマに変更しても良いならば、「直方体の物体の摩擦」を調べることにした方が良いと思いますよ。単純すぎてつまらなく感じるかも知れませんが、実は奥が深いですよ。バネをつけて引っ張ってみたりすると面白い現象が見られるかも知れません。

回答No.1

まずは、静止摩擦係数、転がり摩擦係数等はどうでしょうか?また、球体と直方体等の比較、球の表面等による影響などもおもしろいのではないでしょうか?板の上にものをのせて、物が動き出す角度を調べてみてください。角度と摩擦係数に関しては、先生がご存知のはずです。

関連するQ&A

  • 同じ高さから同じ速度で球を投げ出すとき

    物理のレポートを書いているんですが、 ある実験で球を投げ出して球が机の面についたときの 水平到達距離を測る実験で 水平に飛んでくれるといいんですが 実験装置から少し傾いた場合が考えられる、とのことで 少し傾いたってのを仮に5度として斜方投射を考え、 速度は2.55m/sで、高さ0.3mから投げ出したときに 水平投射より斜方投射のほうが水平到達距離が短いと 理論値と計測値の誤差の処理が楽に済むなーと思い 計算をしたところ5度上方にずれた場合のほうが 水平到達距離が長くなってしまいました。 そこで質問なんですが、 同じ高さHから同じ速度Vで ・水平に飛ばしたとき ・5°上方に飛ばしたとき のどちらが高さ0において長く飛んでいますか? 計算が間違っていないか確かめたいです。 なにしろ計算式が複雑で複雑で、 自分でも何回か確かめたんですが なにか間違いに気づいてないか不安です。 よろしくお願いします。

  • 摩擦力

    こんばんは。 物理学科の3年生です。 摩擦力について自分なりに考察してみました。 摩擦力は床と物体の相互作用によるものとすると、 (1)当然物体の摩擦力の大きさは底面積に依る (2)物体が重ければそれだけ摩擦力は大きく経験事実から、摩擦力の大きさは重力の大きさも依る つまり摩擦力Fは底面積Sと物体から受ける力Nを含む形で書ける。 なんとなく比例しそうなので F=ある定数×S×N 実験においてF,S,Nは決められるので摩擦係数は決められる。 こんな風に考えているのですが、なにかおかしな点はありますか? 比例するかどうかなんて全くわかりませんが・・。 高校生が習う物理では、質点mの物体に働く摩擦力は F=μmg…(☆) ですが、 そもそも面積を持たない物体にかかる摩擦力を考えている点でおかしいですし、 仮に(☆)のように書くことにしたとしても、摩擦係数はどのように決めているのでしょうか? はしみたいに面積がちいさい物体に対する定数を摩擦係数と読んでいるのでしょうか。 よかったらアドバイスをお願いします。

  • 最大静止摩擦力の測定

    斜面の角度(θ)を変えて最大静止摩擦力の測定をする場合、理論上静止摩擦係数はtanθですが、実験で係数が1をこえるものがあるのでしょうか。 高校教科書の例示ではすべて1以下です。 よろしくご教示下さい。

  • 球の回転に大きさと湿度が与える影響

    密度が同じで半径が2倍違う球の場合、 大きな球の方が回転しやすいと考えていいのでしょうか? また、湿度が球の回転しやすさに影響を与えると考えてよいのでしょうか? 湿度が高いと摩擦係数が上がる?空気抵抗が大きくなる? 物理は高校レベル以下しかわからないものです。 できれば専門用語抜きで回答お願いします。

  • 静止摩擦係数について

    授業で実験値をもとにF(最大摩擦力)=μ(静止摩擦係数)N(垂直抗力)を導き出すように言われ、実験値をこの式に代入するのは意味のないことだと言われました。 実験で最大摩擦力と垂直抗力と摩擦角は測定しました。 μ=tanθですが参考書ではこの式を出すのに物体の重さをW、最大摩擦力F=μNとしています。ここでF=μNは使えないので、どうすればμ=tanθを証明できますか? 意味のわかりずらい日本語ですいません。 本当に困っていますので、親切な方お答えお願いします。

  • 海岸の石、摩擦で丸くなる実験の方法を教えて下さい

    宜しくご指導ください 川の石や海岸の石は、 磨耗して最後は球か楕円球になると 思うのですが、 それを実験する方法がわかりません 5分ほど摩擦を加えると丸くなる 素材はありませんか? ご存知の方、教えて下さい

  • プレーキを踏んだときタイヤにかかる摩擦力の種類は「すべり摩擦」「転がり摩擦」?

    高校物理(物理IA)で 「自動車のプレーキを踏んだとき、はじめはタイヤにグリップ力が 残っていたが、さらに強くプレーキを踏むとタイヤがロックして しまった。前者と後者の摩擦力の種類を答えよ」との趣旨の問題が ありました。後者の解答は「すべり摩擦で運動摩擦」でよいと 思うのですが、前者のよい解答が思いつきません。摩擦力の種類には (a)運動の様態による分類 すべり摩擦 or 転がり摩擦 (b)相対速度の有無による分類 静止摩擦 or 運動摩擦 が考えられると思うのですが、この(a)(b)の分類を単純にあてはめると、 前者のケースでは、運動の様態から言えば「転がり摩擦」。 相対速度の有無から言えば「運動摩擦」。というわけで解答は 「転がり摩擦で運動摩擦」となってしまいます。 しかし「転がり摩擦はすべり摩擦の動摩擦よりもずっと小さい」という 一般的な経験的事実と異なってしまいます。 そもそも「転がり摩擦」に静止摩擦と運動摩擦の分類があるのかどうかも 自分にはよく解りません。詳しい方のアドバイスをお願いします。 よろしくお願いします。

  • 物理学の研究分野では、実験で生じる誤差は可能な限り0にすることが前提なんでしょうか?

    物理学の研究分野では、実験で生じる誤差や、平均値の標準偏差は、可能な限り減らすことが、当然のこととして認識されているのでしょうか?誤差を0に収束させるように努力することは、物理学の本質に迫るという意味で、できるだけ必要とされることなのでしょうか?また、実験データを理論式でフィッティングする場合も、理論と実験に矛盾がない場合は、きれいにフィッティングされることが望まれるんでしょうか(フィッティングできない場合は、新たな理論や原因を考察する必要があると思うのですが)?

  • 相対性理論をまったく信じようとしない人を説得させる方法教えてください

    世界中の教科書に載ってる。 20世紀最大の天才と言われている人の理論。 何百回もの実験で証明されいている。 否定してる貴方は直感のみで否定して更に物理学をまったく知らない。 GPSの衛星は時間がずれるので相対性理論によって時間修正されている。 寿命の短い粒子を加速させると、寿命が何倍も伸びた。 時間が遅くなると考えると難しいから、全ての化学反応が遅くなると考えると分かりやすい。 等等言いましたがまったく信じようとしません。 実験により時間が実際にほんの少しだが延びたという話をしても、誤差じゃないか?絶対何かの間違いだろう。 その人いわくスピード上がるだけで時間がずれる訳ないだろ!という考えらしいです。 高校の先生にもこういう人がいました。 信じられないような理論だから世紀の天才と言われているのに… 宇宙人なら信じるんだけど…とも言っていてその人から見れば幽霊みたいな完全にオカルトの域だと思っているみたいです… このままでは自分が変なオカルト信じてる人だと思われます… 物理勉強してる方…分かりやすく説得する知恵を下さい…

  • 10円玉と1円玉で作る電池ができません。助けてください。

    いま、10円玉と一円玉の間に食塩水を浸したろ紙をはさんだ 電池を作りましたが、電球がつきません。電球はムギ球なのですが、 つきません。 明日、実験の授業で使うつもりなのですが、どうしたらうまくつきますでしょうか。詳しく知っている方、教えてください。   状況なのですが、うまくつかないので、10円だまと1円玉を交互に20枚積み重ねてもつきませんでした。