動摩擦力

質問

動摩擦力に関する質問です。
動摩擦力は引く力が大きくなっても一定とのことですが、引く力が増すと摩擦力が小さくなっていくようなイメージを持ってしまいます。一定であることをイメージしやすい例があったら教えてください。

回答No.4

kin62 · ベストアンサー

そもそも、高校で習うというか、学問としての立場では、理想的な状態を扱うので、真空，空気抵抗なし、動摩擦力が一定の面を想定しているのです。　実際の世界では、空気抵抗もあるし、面ももっと不均一なので、動摩擦力一定という値を出すのがきわめて難しいのです。
実際に仕事などで正確に算出する場合は、空気抵抗や、面の不均一性や、物体の形状などを考慮に入れ、実際の運動と同じになるように補正項を次々に付け足していくわけです。
摩擦力は物体が面から受ける垂直効力に比例する力なので、もし、物体に水平に引く力を与えたとしても、力は両方とも水平成分の力ですが、摩擦力は垂直成分に起因する力となっているので、引く力と摩擦力の間には全く、関係がなくなってしまいます。このため、垂直効力が一定なら、引く力に関係なく動摩擦力は一定と考えてよいのだと思います。
（これには例外があって、斜め上方もしくは下方に引っ張ると垂直効力は引く力の垂直成分が加わるので、摩擦力が異なってきます。）
ただ、摩擦に関しては本当のところメカニズムが良く分かっていないらしいです。漠然としたイメージは出来上がっているのですが、なぜ発生するのかといったところが、難しいのだそうです。こういう簡単そうに見える問題が一番厄介なようですね。

お礼

摩擦とは難しいものですね。でもアドバイスいただいたおかげでイメージはわいてきました。

回答No.3

tanomo

kenzoooさんの考えていることとは全く別物だと思いますが、気になったので注釈です。

高校の物理では動摩擦力は一定である（アモントンの法則）と習うと思います。
しかし、一般的に摩擦力は摩擦面の状態と引く速度に依存して変化します。例えば、大半の岩石では時間がたつと摩擦力は増加し、滑り速度が速ければ早いほど摩擦力は減少します。
引く力ではなく、引く速度に対しては速度が増すと摩擦力が小さくなる物質が多いので、kenzoooさんのイメージは必ずしも間違っているとは言い切れません（引く力に関する依存性もあると思いますが、勉強不足で良く分かりません）。
しかし、速度が大きくなると摩擦が増加する物質もあるので注意する必要があります。

お礼

回答ありがとうございます。
やはり例外もあるのですか・・・・。
高校で習っている内容と自然界で起きていることとは少しズレがあるのですね。
摩擦力はなかなか奥が深いですね。

回答No.2

Rossana

イメージとは正しい理論と結びつけて構築するものであるべきです．
ANo.1の方の言われるように動摩擦力は一定です．分かりやすい説明だと思います．あなたのイメージを覆してください．
似たような例としてボールを投げる時，（空気抵抗を無視したとして）ボールが水平方向に動いているので，力学を理解していない人は水平方向にあたかも力が働いているようなイメージを抱いてしまいます．しかし，実際には鉛直方向に重力のみに力が働いているのです．
イメージを正しい理論と結びつけて修正していく事でいつか正しいイメージができるようになります．

お礼

回答ありがとうございます。
まずは理論を前提に考えることなんですね。

回答No.1

graduate_student

動摩擦力が3，引く力がFという力を持ているとします．

引く力が増すということは，たとえば，Fが5から10になったとします．

F-動摩擦力を計算すると，
F=5のとき，F-動摩擦力＝2，
F=10のとき，F-動摩擦力＝7となり，物体にかかる力自体は増加しました．
このとき，動摩擦力は小さくなっていると思うのでしょう．

物体にかかる動摩擦力は動摩擦係数と抗力に依存しますよね？
抗力は一定，動摩擦係数も物体と物体が接している床との間で決まっているので，理論的には動摩擦力は一定になるのだと思います．

お礼

回答ありがとうございます。
理論的には・・・・わかるのですが・・・・。