摩擦力について

質問

こんにちは。
高1のflankです。

質量mの物体を荒い水平面上で水平方向に力Ｆで引き続けたところ、
物体はその方向に一定の速さvで運動した。
問．時間tの間に動摩擦力のした仕事はいくらか。

という問題で、答えには
「摩擦力は引く力の逆向きで、-Fであるため
した仕事は -Fvt である。」
と書いてあったのですが、反対側の方向に
引く力と同じFの力がかかっていたのに
物体は等速度運動を続けていたのでしょうか。

回答No.2

noname#40706 · ベストアンサー

高校生ですか、頑張ってくださいね。

力学の世界では、少し慣れないととまどう場面にぶつかります。

＜反対側の方向に引く力と同じFの力がかかっていたのに物体は等速度運動を続けていたのでしょうか＞

との疑問ですが、

物体にはたらく力がつり合った状態では、物体は

１　静止した物は静止したままです。
２　動いている物はそのまま同じ速さで動き続けます。

これがニュートンの運動の法則の第一法則（慣性の法則）です。

ですからこの場合、等速度運動を続けていたというのは正しい状態なのです。

日常生活と違和感があるのは、綱引きでは力が強い人が勝つ、つまり動いていると言うことはそちら向きの力の方が強いと考えてしまうためでしょうね。

物理を学んだ人とそうでない人とで考え方とらえ方が違うという代表的な事例です。

次に疑問に思うことは、最初止まっていた物体が動き始めたのだから、少なくともその間は引っ張る方の力が強いのでは、という疑問でしょうか。

これはそのとおりで、たしかに最初は加速度が生じています。ですが、ふつうこういう設問の場合は、ある程度の時間がたってその後一定の速度になった、その後の現象について考えなさい、というふうに解釈して解いてください。

引っ張り始めた瞬間ではなく、落ち着いた状態（定常状態という表現をします）、つまり、力が釣り合った状態で考えなさい、という暗黙の「約束」があるのです。
そのあたりが、なれないととまどうところでしょうね。
そんな疑問をもったら、遠慮なく先生に聞いて確かめてみて下さい。

回答No.3

urubari0

物体が等速度をした
↓
物体に力がかかっていない
↓
慣性の法則(ニュートンの運動の第1法則)より
[力F]＋[動摩擦力F']＝0　
[動摩擦力F']＝－[力F]
↓
[仕事]＝[力]×[移動距離]
　　　＝F'×vt
　　　＝－Fvt

物体は動き出す直前で最大静止摩擦力となり、動きだしたら一定の動摩擦力がかかりますよね。このとき、[最大静止摩擦力]＞[動摩擦力]が成り立ちますね。
問題で動き出すときの記述がないので確かに戸惑うかもしれませんが、
高1の物理程度なら等速度し続けていたと考えて問題ないと思います。

回答No.1

amber_jade

たぶんですが
物体に力がかかっていたら加速度運動になってしまうのでは?