静止摩擦力と最大摩擦力について

質問

静止摩擦力は最大静止摩擦力を超えない範囲で一定でないと話を聞いたのですが、言葉の意味がいまいち理解できずわかる方、ご教授いただけないでしょうか。

回答No.5

head1192

端的に言えば、静止摩擦は反作用として作用するから。

でないと力が釣り合わず物体は動き出す。
静止摩擦でなく動摩擦になってしまう。

必然的に、静止摩擦はかけた力を打ち消しゼロにする量でなければならなくなる。

回答No.4

tootattatato

#2です

別の質問ですか？

主旨の疑問は解決されたのですか？

動摩擦力＜最大静止摩擦力

であるのは、突き詰めれば微視的な要因も絡んで来るのでしょうが、残念ながら私はそこまで学んでおりませんから。なぜ動摩擦係数より静止摩擦係数の方が大きいのか、という疑問と同じになると思いますね。

経験的には、もし動摩擦力＞最大静止摩擦力としてしまうと、どう頑張って最大静止摩擦力を超える力を加えても、動摩擦力を超えない限りは運動しなくなってしまうことになり、最大静止摩擦力の意味づけに意味が無くなってしまうからだと考えます。

物事を考えるにあたって、数学でいうと公理にあたるような、日常的に疑いの余地のない事実にあたるのではないかと考えますが如何でしょうか。

回答No.3

lumiheart

憶測ですが
「滑り台は重い人が速い」という物理法則との矛盾の謎を立教大の学生が調査
https://news.mynavi.jp/techplus/article/20230607-2698740/
この記事が出典なのでは？

回答No.2

tootattatato

重い物体を動かそうと、たとえばロープで引っ張るとかしても、中々動き出しませんよね。

引っ張る力の大きさを一次関数的に増やしていくのは中々難しい作業ではあるものの、段々と引っ張る力を強めていっても中々動き出さないということは現実でもあります。

動かないということ(物体の運動状態に変化がない)は、物体にはたらく力の合力は0ということになりますね。

たとえば右向きに引っ張ったとして、動かない場合は、引っぱる力の方向と同じ方向でかつ左向きに等しい抗力Fがはたらいている、という見方が出来ます。

このFが、静止摩擦力という奴です。

引っ張る力Tを少しずつ大きくしていってもまだ動き出さないということは、合力の釣り合いから見れば、Tと同じ大きさで逆向きの抗力Fも同じように大きくなっているということになりますよね。

これが最大摩擦力を超えない範囲で一定ではない、ということの根拠と理解してます。

で、がんばって段々と引っ張る力を大きくしていくと、Fは最大摩擦力F0=μN(μは接触面の静止摩擦係数、Nは物体にはたらく垂直抗力)に達し、それを超えることで初めて動き出す。

一旦超えれば、再び止まるまでは物体にはたらく摩擦力は静止摩擦力よりも小さい動摩擦力F’になりますから、引く力も動き出す瞬間まで加えていた力よりは小さくて済みます。

よく、重いものを引っ張るときに力みすぎて、いざ動き出したら自分の身体が進行方向に持ってかれるようなことありますよね？　

あれは、最大静止摩擦力＞動摩擦力の現象ですね。

かえってわかりにくくなってしまったら申し訳ないです。

補足

回答ありがとうございます。
再び止まるまでは物体にはたらく摩擦力は静止摩擦力よりも小さい動摩擦力F’になるのはなぜでしょうか？

回答No.1

ohkawa3

「静止摩擦力は最大静止摩擦力を超えない範囲で一定でない」とは、
「静止摩擦力は、繰り返して試験を行うと、試行ごとにばらつきが生じます。（もちろん、試験条件が異なればばらつきが生じます。）複数回の試行で測定される摩擦力のうちの最大値は、最大静止摩擦力以内です。」のような意味です。