最大静止摩擦力について

質問

水平板上に箱を置き、その端に糸をつける。
質量Wxの重りを質量Wy箱に入れ糸を水平方向に引き、箱が動き出す瞬間の力(=最大静止摩擦力)を求めよ。ただし箱の底面の静止摩擦係数をμとする。

というよくある問題なのですが、このとき、重りを糸の側の近くに置くか、糸の反対の側の近くに置くかで最大静止摩擦力が変わったりはしないのですか？

回答No.4

ency

結論から申し上げると「変わらない」ということになると思います。

一般に力学をはじめとする物理では「理想的な状態」を考えます。

たとえば、物体の運動を考える場合、「質点」で考えることがあります。
これは、物体の回転運動を考慮せずにすみ並進運動のみを考えることができるというメリットがあります。

また、大きさを持つ物体の運動でも「剛体」で考えることがあります。
これは、物体の変形を考えずにすみ、回転運動と並進運動のみを考えることができるというメリットがあります。

質点にしても剛体にしても、物体を理想化することで物体の運動の本質を理解することを目的としています。

で、今回の問題の場合ですが、この場合は箱も「十分小さい箱」と考えるべきでしょう。
問題文に箱の寸法が記載されていれば別ですが、通常このような前提を置くことが多いと思います。

箱の大きさを考えるのであれば、たとえば糸を箱の上のほうにつけるのか下のほうにつけるのか、あるいは右側につけるのか左側につけるのか、つける位置によっても厳密に言えば力の作用の仕方が変わってくるでしょう。

ま、そんなことを考えなくても、この場合、力のつりあいを考えてみれば物体の置く場所で最大静止摩擦力が変わらないことはわかると思いますがいかがでしょうか。

最大静止摩擦力の問題で考える力のつりあいは、物体が動き出す直前の静止状態でのつりあい状態です。
そのことを前提に、もう一度よくご自分でお考えになってみてください。

ご参考になりましたでしょうか？

補足

まったく参考になりませんでした。
他の回答者さんの回答、また、それについての質問者(私)の補足をよく読んでから、回答をしてくださいね。
二度手間なので。