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動摩擦力と静摩擦力の違いとは？
- 動摩擦力と静摩擦力について簡単に説明します。
- 金属において「静摩擦力＞動摩擦力」とされる理由について解説します。
- 接触面積が動摩擦力と静摩擦力にどのように関係しているかについて考えてみましょう。
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手元の本に書いてあったことを受け売りすれば・・・・ 摩擦力の基本原理は「凝着」とのこと。（金属同士の場合） 接触している時間が長いほど凝着の程度が進むので，静摩擦力が動摩擦力より大きくなるそうです。 なお，粘弾性特性がある高分子材料では，静摩擦力＜動摩擦力の場合もあるそうです。
これについては古くからある疑問で、且つ、最新技術の問題でもあります。 何故、摩擦というものが存在するのか、色々な説が提唱されています。 曽田 範宗 著 「摩擦と潤滑」 あたりを図書館で探して一読されよ。 ＃ 機械屋さんだったら、この著者を知らないって事は無い筈 ＃ ・・ってくらいに有名な人が書いた本だよ。
お礼
回答ありがとうございます。 まだ摩擦の問題についてははっきりと解明されてないみたいですね。 私もいろいろとトライボロジーの本を読んでみたのですが、なかなか決定的な文章が見つからなくて・・・ 参考文献ありがとうございます。 とても助かります。 探して読んでみたいと思います。
巨視的にはご存知の通り F=μN 摩擦力Fは、垂直抗力Nと摩擦係数μの関数で接触面積は関係有りません。 おっしゃる通りトライポロジーの問題になるかもしれないのですが、微視的には双方の物体表面は凹凸があります。金属－金属間では微小凹凸を塑性変形させながら移動する事になります。そこで回答された方も居ましたが、物体の移動慣性が関係するのではと思います。少し違う見方をすると、運動しているものは運動エネルギーを凹凸塑性変形のエネルギーとして使えますが、静止している物(運動エネルギー0)は塑性変形のエネルギーと物体に運動エネルギーを与える力を与える必要があると考えられるのかもしれません。 表面凹凸、物性等を巨視的にはμという摩擦係数に集約した場合、上述の理由から「動摩擦係数＜静摩擦係数」となるのではと思います。
お礼
回答ありがとうございます。 確かに塑性変形のエネルギーからも考察できそうですね。 参考にします。
接触面積？ 関係ないでしょうね。 ちなみにこのことは金属だけに関わることはありません。 Toshiyaさんは「慣性」ということはご存知ですか？ おそらくこのことをネット等で調べるとすぐに理解できると思いますよ。
補足
回答ありがとうございます。 「慣性」で調べてみていろいろと読んでみましたが、 慣性だけでは私の疑問がどうしても解けません。 質問が若干わかりづらかったみたいで申し訳ないんですが、 そもそも何で “動摩擦係数＜静摩擦係数” になるのかがわからないのです。 おそらくトライボロジーの話になると思うのですが・・・。
お礼
回答ありがとうございます。 「凝着」については私も何かしら関係があるのではないかと考えていました。 高分子材料については初耳です！ 調べているうちに「クリープ現象」なども出てきたのでそれについても検討したいと思います。