物理 摩擦力

質問

斜面に2つの物体が重なるようにおいてあって物体の間に静止摩擦力が働いて静止しているとき
上側の物体は斜面を滑り落ちようとする逆向きの静止摩擦力が働くのは分かるのですが、下側の物体は上側の物体が滑り落ちようとするのを防ぐ向きに静止摩擦力が働くのではないのですか？
作用反作用から逆向きとなっているのですが、自分の上に書いた考え方だと静止摩擦力は両方同じ向きになるのですが、何故おかしいのか分かりません

回答No.9

uen_sap · ベストアンサー

下側の物体の両面に摩擦力が作用します。
斜面と接する面には、斜面から上向きの摩擦力を受けます。
上側の物体と接する面には上側の物体から斜面を下がる方向の摩擦力を受けます。
何事も素直に考えましょう。

お礼

御返答有難うございます

補足

上側の物体の重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解した時に平行な方向が下側の物体に与える力と考えていいですか？

回答No.8

kaminari5656

＞斜面に載ってる状態にできればいいのですが
だから、そんなことを考える必然性はないと言っている。
考えても別に害はないが、役にも立たない。

＞それを防ぐ向きに斜面上向きに上の物体から摩擦を受けます
ようやく判ったかと思っていたら、また振り出しかよ。

まあ世の中にはシンプルに考えればいいものをわざわざ複雑に
考えて自分の中で混乱するような輩がいるのでお互い苦労しますね。

回答No.7

kohichiro

>斜面に載ってる状態にできればいいのですが、そうなると下の物体は斜面を滑り降りようとしますよね、その時に上の物体も巻き込みながら滑ろうとしますよね、それを防ぐ向きに斜面上向きにA”上の物体から”摩擦を受けます、違うんですか？分からないです

Aが違っています。動かないのが前提なら、”下の物体から”ということです。

要は３つの物体が重なっていて、動かない下の物体の斜面上に、平行して２つの板が重なっている状況なのですね。ここで言われる”下の物体”は、真ん中で斜めになっている、上から２番目の板だと考えればいいのですね。
＞下側の物体は上側の物体が滑り落ちようとするのを防ぐ向きに静止摩擦力が働く

その通りです。その力が一番上の板を静止させる力になっていると考えられます。

＞作用反作用から逆向きとなっているのですが

それでいいですよ。

＞自分の上に書いた考え方だと静止摩擦力は両方同じ向きになるのですが、

一番上と２番目の板を静止させている力は当然同じ向きに働いています。なので動かないのです。

お礼

御返答有難うございます

補足

上側の物体の重力を斜面に平行な方向と垂直な方向に分解した時に平行な方向が下側の物体に与える力と考えていいですか？

回答No.6

kaminari5656

＞両掌を合わせて左手を上の物体、右手を下の物体と考えて両掌を合わせて
＞斜めに構えたら斜面を滑り降りる2物体を表せますが、この時下の物体
＞上の物体をこするようにして下に滑り降りようとします、下の物体は
＞上の物体から擦り降りようとするのを防ぐ向きに摩擦力が働きます

二つの物体の間に摩擦力が働く状況を考えればいいのだから、斜めに構える
ことなど考える必要はない。考えても構わないが状況を複雑にするだけだ。
本質だけを抽出して考える練習が必要だな。

お礼

御返答有難うございます

補足

斜面に載ってる状態にできればいいのですが、そうなると下の物体は斜面を滑り降りようとしますよね、その時に上の物体も巻き込みながら滑ろうとしますよね、それを防ぐ向きに斜面上向きに上の物体から摩擦を受けます、違うんですか？分からないです

回答No.5

kaminari5656

あるいは滑らかな（摩擦が無視できる）水平面上に二つの物体を
重ねて置いた場合（二つの物体の間には摩擦力が働く）、
最大静止摩擦力よりも小さい力で上の物体を「ある方向」に押した場合に
下の物体は「ある方向」と逆向きに動くか？

君が言っているのはそういうことだぞ。

お礼

御返答有難うございます

補足

上の物体はある方向とは逆向きに摩擦力を受けます、下の物体は斜面の時と違って上の物体以外からは重力以外何の力も受けませんので反作用である方向に摩擦力を受けます

回答No.4

kaminari5656

＞これは反作用で考えるしかないんですか？下の物体が上の物体をスろうとするときに
＞上の物体から受けつ摩擦力で考える事は無理なんですか？つまり上の物体から斜面方向
＞上向きに摩擦力を受けるのではないんですか？

両手の掌を合わせて、右手を前方に（体から離れる方向に）動かそうとしたとき、
左手は手前に（体に近づく方向に）向かう力を受けるか？

お礼

御返答有難うございます

補足

両掌を合わせて左手を上の物体、右手を下の物体と考えて両掌を合わせて斜めに構えたら斜面を滑り降りる2物体を表せますが、この時下の物体上の物体をこするようにして下に滑り降りようとします、下の物体は上の物体から擦り降りようとするのを防ぐ向きに摩擦力が働きます

回答No.3

Tann3

＞下側の物体は上側の物体が滑り落ちようとするのを防ぐ向きに静止摩擦力が働くのではないのですか？

　そう考えて良いと思います。
　その結果、「下の物体」と斜面との間には、「下の物体」単独ではなく、「上の物体と下の物体」が一体で滑り出そうとするのを防ぐ静止摩擦力が働くのです。

　上の物体の質量をｍa、下の物体の質量をｍb、上の物体と下の物体との間の静止摩擦係数をμa、下の物体と斜面との間の静止摩擦係数をμbとすれば、斜面の角度をθ、斜面方向を「正」として、

・上の物体が滑り落ちようとする逆向きの静止摩擦力＝－μa・ｍa・cosθ

・上の物体が下の物体を斜面方向に押す力＝μa・ｍa・cosθ

・下の物体が滑り落ちようとする逆向きの静止摩擦力＝－μb・（ｍa＋ｍb）・cosθ

　このれから、次のことが言えます。

　　μa・ｍa　＞　μb・（ｍa＋ｍb）　なら、θを大きくして行くと、「上と下」が一体で斜面を滑り始める。

　　μa・ｍa　＜　μb・（ｍa＋ｍb）　なら、θを大きくして行くと、下は斜面に留まっている状態で、上が滑り落ちる。

お礼

御返答有難うございます

補足

式を立てないで見た感覚で下側の物体が斜面を滑り降りるときに上の物体をするように降りようとしますよね、その時に上の物体から摺るのを防ぐ方向に摩擦力を受けますよね、だから斜面と逆向きの摩擦力を下の物体は上の物体から受けるのではないのですか？

回答No.2

22362441

摩擦力とは、動く可能性のある、または動いている物体について考えるもので、下側の物体は動かないという前提に理論を進めるので、余分な事を考えると理論の主旨からはずれます。参考までに昔、天動説と地動説で問題になりましたが、たとえば太陽が静止していると考えると（多分、太陽の属している星雲が膨張していると静止していないかも)地球は太陽の周りを公転しているために地球上の速度は測定出来なくなります。すなわち、地球上で静止しているものは公転や自転のために動いてます。

お礼

御返答有難うございます

補足

斜面の物体の例で宜しくお願いします、下の物体は上の物体をするように斜面を滑ろうとしますよね、すると上に物体から刷ろうとするのを妨害するような摩擦力が働くのではないですか？

回答No.1

kaminari5656

作用反作用も判っていないのだね。「何が」、「何に」加える力かをきちんと
記述しない（できない）からこうなる。
＞下側の物体は上側の物体が滑り落ちようとするのを防ぐ向きに静止摩擦力が働くのではないのですか？
上の物体がすべりおちるのを防ぐ力は「上の物体に対して」「斜面方向上向きに」働く。この反作用として
下の物体は「斜面下向きの」力を受ける。

整理すると、二つの物体に働く力（斜面に平行な方向）は

上の物体
（１）重力の斜面方向成分（斜面方向下向き）
（２）下の物体から受ける摩擦力（斜面方向上向き）

下の物体
（３）　（２）の反作用（斜面方向下向き）
（４）重力の斜面方向成分（斜面方向下向き）
（５）斜面から受ける摩擦力（斜面方向上向き）

お礼

御返答有難うございます

補足

>（３）　（２）の反作用（斜面方向下向き）
これは反作用で考えるしかないんですか？下の物体が上の物体をスろうとするときに上の物体から受けつ摩擦力で考える事は無理なんですか？つまり上の物体から斜面方向上向きに摩擦力を受けるのではないんですか？