摩擦と天秤

質問

摩擦力を求める公式を習いました。摩擦係数が0、1の場所で1kg(1kg=10Nで計算)を動かすには1N以上の力が必要みたいな感じです。
ここで疑問を持ったのですが、車両状の物の両端に棒をつけ天秤のようにした時(図参照)この天秤の重さが1kgで、中心の車輪部にかかる摩擦係数が0.1の時、1N以上つまり100g以上の物を片方に置かないと動かないという計算になっちゃうのですが、感覚的には50gくらいの物でも傾きそう。
実際どうなのでしょうか？計算方法を間違えているのかそれとも本当に100g以上置かなければ傾かないのでしょうか？
文章も図も適当なので分かりにくくて申し訳ありません。

回答No.3

maskoto · ベストアンサー

訂正です
摩擦力は関係してきます
そしたら、回転の方程式を立てて
回転の様子を解析する事になります
それには、「慣性モーメント」なるものを考慮する必要があり、これは大学で習う内容ですので、興味があれば大学で知識を習得した後に考えてみるのも良いかと思います
(ちょこっと計算してみた結果は、図の位置におもりを付けると、
静止摩擦力、おもりの質量に無関係に
天秤は傾き始める事になりそうです)

お礼

回答ありがとうございます！！
お手数ですがもし良ければその計算式を見せていただきたいです！
ネットで慣性モーメントについて調べましたが、形状により様々な計算式があり、この図の場合の計算方法がよく分かりませんでした、、、
気になると止まらない性格なので是非教えて頂きたいです！！

回答No.4

lumiheart

>計算方法を間違えているのかそれとも本当に100g以上置かなければ傾かないのでしょうか？
それで合ってます
って言うかぁ
問題は100gの質量を置く位置の問題

よーするにトルク
https://www.tohnichi.co.jp/products/detail/54
https://jp.misumi-ec.com/tech-info/categories/assembly/as01/a0396.html

回答No.2

kon555

天秤の場合には回転運動になるので、軸中心には力（重さ）×腕の長さによるモーメントが生じますので、単純な重さ以上の力が加わります。テコの原理でもあります。
　多分「感覚的に」というのはこの辺りの事を経験則で理解しているのでしょう。
　モーメントについてはまだ習っていないなら先生に聞いてみて下さい。

　体感したい場合は、箒や金槌などの棒状の物の端を持ち、縦向きと横向きで持ち替えてみて下さい。物体の重さは同じなのに、横向きの方が重く感じるはずです。
　あるいは片開きのドアを開け閉めする時に、端の方を押すのと回転中心近くを押す、などでも体感できます。
　これがモーメントの端的な例です。

回答No.1

maskoto

摩擦は物体と物体が滑る(滑ろうとする)時に物体間に働く力です
図の回転では回転軸部分が地面に対して滑ろうとするわけではないので、摩擦係数は(あまり)関係ない事になります