肉球の摩擦係数

質問

あるアニメでオオカミの背中に女の子が乗り、その女の子は武器を振りかざして氷柱を上ってゆく・・・というシーンがあります。しかし気になるのですが氷柱の角度が約88度、女の子の体重が35KG、オオカミが45KGだとするとどれだけの摩擦係数が肉球と氷柱にかかるのでしょうか?計算問題みたいで申し訳ありませんがお願いします。

回答No.1

yokihito005 · ベストアンサー

摩擦係数は物性値ですからね，計算結果ではなく，与えられる値です。

たとえば，仮に肉球と氷柱の間の摩擦係数をμとすれば，
88°の勾配で働く摩擦力Ｎは，

Ｎ=αx(35+45)xcos88°=2.79μ kgf

となります。これが，オオカミ＋少女に氷柱面で下向きに働く力Ｐより大きければ，すべり落ちないですむというわけです。μは当然1.0以下ですから，

Ｐ=(35+45)xsin88°=79.95kgf > Ｎ

ですから，，この設定ではまぁ，，すべり落ちている状態ですね。氷面は圧力と温度で部分的に融解しますから，肉球は薄い水膜に乗っている状態かもしれません。μはかぎりなくゼロに近いでしょう。（ぎゃくにあまりの冷たさに肉球が氷面に凍り付いてしまっているのかもしれませんが。そうだとすると，摩擦力による仮定は成り立たなくなります。）

ですが，（瞬時に肉球が凍りつく力学モデルを抜きにして）オオカミですから，当然氷柱に爪を立てて登っている力学モデルが妥当でしょう。そうなると，爪，氷の強度が十分であるかどうか，という問題設定が正しいアプローチになります。

こうした問題では妥当な力学モデルができるかどうかが，答えを（計算で）解く以前に大きな問題となりますね。