摩擦力について

質問

お世話になります。
摩擦力についてですが、同じ重さで床との接触面積が異なる2つの物体があった場合に、横方向からの力でこれらを動かそうとする時、最大静止摩擦力は異なりますか、それとも同じですか。理由もお願いします。

回答No.3

my3027

F0=f1+f2+f3の式になると思います。

まず各NはFの位置により、各足で異なります。それはモーメントの釣り合いと力のつりあいで決まります。

お礼

my3027様
早速のご回答ありがとうございました。
F0=f1+f2+f3になるということで理解しました。

回答No.2

my3027

理由ですが、以前教科書で読んだ内容を参考に。

どんなに平滑に見える接触面も、拡大していけば必ず凹凸があります。物体と床の凹凸が噛み合って、移動により変形する抵抗力が摩擦力になります。ですので接触面積を特定し、その接触状況をミクロで把握し、各凸部を簡単な梁モデル等で弾性、塑性変形させるのに必要な力を接触面積で総和すれば、理論値として摩擦力が計算出来ます。

しかし実際はどの部分が接触面で、どの様な凹凸がある等のミクロ的計算は膨大な手間と、複雑な計算が必要です。対してマクロ的見方をして摩擦力Nと実験値μから計算した静、動摩擦力は実用的には充分である為使用されています。

補足

my3027様
早速のご回答ありがとうございました。
仰る考え方が原理に立ち返ったことになるのですね。よくわかりました。
よくわからないのは、たとえば、底面が完全に平面の直方体と、足が3つついた（その足の底面は完全に平面）直方体があり、どちらも重さが同じだとし、さらに上方から非対称の位置に加重をかけた時の、横方向からの最大静止摩擦力F0を考える場合、加重をF、足での床からの垂直抗力をそれぞれN1・・・N3とすると、一般にN1・・・N3は異なり、それぞれの足での最大静止摩擦力f1、f2、f3は異なりますが、このとき、F0=f1+f2+f3なのか、それともF0=max(f1,f2,f3)なのでしょうか。
もし後者であれば加重の位置（物体の重心位置でも同じ）によってF0が変わることになると思いますが。
（物体の重さのみで決まるということは、やはり前者なのでしょうか）

回答No.1

sanori

こんばんは。

＞＞＞同じ重さで床との接触面積が異なる2つの物体があった場合に、横方向からの力でこれらを動かそうとする時、最大静止摩擦力は異なりますか、それとも同じですか。

最大静止摩擦力は接触面積によらず加重で決まる、と高校の物理の教科書に書いてあります。
（動摩擦係数も同様。）

http://100.yahoo.co.jp/detail/%E6%91%A9%E6%93%A6/

＞＞＞理由もお願いします。

これは非常に難しく、教科書には書かれていません。
理系の大学生の大半も知りません。
（私も理系卒ですが、わかっていません。）

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%91%A9%E6%93%A6%E5%8A%9B

ご参考になりましたら。

お礼

sanori様
早速のご回答ありがとうございました。
光学部品を取り付ける治具の足のネジ止めの周りをざぐってある理由が、接触面積を小さくして圧力を上げ、静止摩擦力が上がるのを狙っているのかなと考えたのですが、見当違いでした。