- 締切済み
基本力学の質問（急用）
地面に接している、ある物体（100gほど）を外力で動かそうとしても、全く動かない場合ですら、宇宙では、同等程度の力か、又は、それ以下？の力さえあれば、同上物体を容易く動かせるのでしょうか？ 可の場合には、さほど、宇宙空間で移動し始める時の、同物体にかかる外力を関係式を用いて、適度に割り出して下さい。 尚できれば、地上に於ける（任意の摩擦係数による）最大静止摩擦力等との兼ね合いを交えて説明して戴ければ幸いです。
- みんなの回答 （3）
- 専門家の回答
みんなの回答
#2です。 >ごく簡単に動き出すということですよね？ 簡単に、と言っても力が小さければ、最初はゆっくりとしか動かないですよ。 >摩擦力を超える力を予め、関係式により、割り出すことなど相可能でしょうか？ できますよ。 静止摩擦係数というものがあって、これは最大静止摩擦力と垂直効力の比です。 つまり静止摩擦係数をμ、垂直効力をN、最大静止摩擦力をFとすると F=μN の関係があります。 静止摩擦係数は表になっています。例えばこんな風↓ https://sites.google.com/site/sekkeiplus/jirei/masatu http://academy.maxonjapan.co.jp/book/_016 一般的な材料の組み合わせでなければ、例えばこんな風↓にして摩擦係数を測定します。 https://www.djklab.com/service/koubunshibussei/690 静止摩擦係数がわかれば、あとは垂直効力を計算して、最大摩擦力が求まります。 水平な面なら垂直効力は重力と同じです。
容易に動かせる、というが具体にどういう意味なのか定義しなければなりませんが、単に、動かせるか、ということなら動かせます。 物体の質量をm、物体に働いている力をF、その時の物体の加速度をaとすると、この3っつの量には以下の関係があります。 F=ma 例えば質量0.1kg(100ｇ)の物体を1N(≒0.1kg重)の力で押しているとき、加速度は約10m/s^2となります。 質量がどんなに大きく、押す力がどんなに小さくても、加速度は0にはなりません。つまり、動くのです。 摩擦力が働いているときは事情が違います。 最大静止摩擦力という物があって、この摩擦力を越える力で押さない限り物体は動きません。ですから、この場合は小さい力で押しても物体は止まったままです。
補足
当該物体の質量がどんなに大きく、押す力がどんなに小さくても、摩擦力が働かない宇宙空間では、専ら、同摩擦力により、地上にて止まったままの物体にかかる、極々、小さな力（０よりも大きい力）さえあれば、ごく簡単に動き出すということですよね？ ところで、さしたる摩擦力を超える力を予め、関係式により、割り出すことなど相可能でしょうか？
- mpascal
- ベストアンサー率21% (1136/5195)
水平な地面にある物体を動かすには、質量×重力加速度×摩擦係数（＋加速力）で動き始めます。 宇宙空間という設定は、重力加速度がゼロという設定でしょうから、わずかでも加速力があれば動き始めます。 「はやぶさ」に使用されたイオンエンジン等が良い例で、１機当たりの推力は１ｇｆ程度しかありません。
補足
確認させて戴きたいのですが、、、 宇宙空間という設定は、重力加速度や摩擦係数がゼロという設定だから、わずかでも（０より大きい力の）加速力があれば動き始めるということですよね？ ＊イオンエンジンの推力を地上実験で確かめる場合、専ら、対象物にかかる最大静止摩擦力等を求めることなど不要ということでしょうか？
お礼
この度のご直答（確答）、前回答と合わせ、重ねてお礼申し上げます。