一定速度で物体が転がり続ける坂は存在しますか？

質問

こんにちは。
中学生の頃から気になっていたことを質問させてもらいます。同じ速度で転がり続ける坂は存在するのかということです。

坂で物を転がすと少しづつ速度が増していきます。この速度を出来るだけ一定になるような坂というのは存在するのでしょうか？僕が想像できるのはうねうねした坂が想像できます。

また雨みたいに終端速度を考えれば普通の坂でも一定速度で転がることができると思うので、一定速度にする速度は終端速度より小さいと考えてほしいです。また、坂の動摩擦係数も一定と考えてほしいです。

伝わりにくかったかもしれませんが回答よろしくお願いします。

回答No.1

N64 · ベストアンサー

摩擦がゼロならば、水平な平面がそうでしょう。
摩擦があれば、動摩擦が重力の加速度とちょうど
つりあう角度の直線の坂しょう。

お礼

なるほど納得です。要するに等速直線運動する状態を考えればよかったのですね。回答ありがとうございます！参考になりました！！

回答No.3

SortaNerd

終端速度とは加速度と摩擦が釣り合う速度ですので、坂の傾きを変えれば(=加速度を変える)、当然変わります。
ですから適当な一定傾きの坂を作ってやればご質問のものになります。

お礼

終端速度で考えれば、板の傾きを変えることで一定速度で物体が転がり続ける坂になるのですね。一度終端速度で転がる物体を見てみたいな～。
回答ありがとうございます！参考になりました！！

回答No.2

naganumajyun

すいません。重箱の隅をつつくわけじゃないのですが、摩擦には滑り摩擦ところがりまさつがあります。
高校物理では並進運動しか考えていないので、すべり摩擦しか出てきませんが、回転運動の場合には転がり摩擦を考える必要があります。この回転運動は高校物理の範囲外になっていて、回転については力のモーメントのつりあいまでしかやっていませんよね。

従って、物体に加わる重力の斜面下方向の成分と、空気抵抗及び転がり摩擦の力がつりあうときに一定速度で転がると考えてよいと思います。

お礼

転がり摩擦という言葉を初めて聞きました。確かに箱を坂からすべり落とすのと玉を転がすのでは事情が違いそうですね。一定速度で転がる坂に玉を静かに置くとその玉は静止して、ちょっと動かすとずっと同じ速度で転がって行くんですよね。どんどん加速していきそうであまり想像できないですが^^
回答ありがとうございます。参考になりました！！