§13 摩擦力

摩擦力をやります。

力の表し方の章で2種類の摩擦力について説明しましたが覚えていますか？

止まっているときにはたらいている摩擦力が静止摩擦力

動いているときにはたらいている摩擦力が動摩擦力

実は静止摩擦力は、最大静止摩擦力と静止摩擦力という2つの種類に更に細かく分けることができ、

摩擦力は全部で3種類に分けることができます。

まずは静止摩擦力です。
物体が静止しているときにはたらく摩擦力ですから
物体にはたらく力はつりあっている状態になりますね。

したがって静止摩擦力の大きさは力のつりあいによって求めることができます。
特別な式はありません。

物体を引っ張る力を大きくしていくと動き出す瞬間がありますね、
この瞬間にはたらいている摩擦力が最大摩擦力です。
イメージすればわかると思いますが、
物体が重ければ重いほど動かすのに必要な力は大きくなりますね。

ただ、摩擦がはたらくのは床などの接している面です。
つまり、最大摩擦力は摩擦力がはたらく面からの垂直抗力に比例して大きくなります！
このときの比例定数を静止摩擦係数といいます。

最後に物体が動いているときにはたらく動摩擦力です。

ここでも物体を引っ張って動き出したことをイメージしてください。
重たいものを引きずったり押したりして動かそうとしたとき、
動き出すまでは力をたくさん加えなければならないと思いますが、
動き出すと意外とスッと動くと思います。

実は、このときにはたらいている摩擦力は最大摩擦力より小さい一定の大きさの力です。
最大摩擦力同様摩擦力がはたらく面からの垂直抗力に比例し、その比例定数を動摩擦係数といいます。

3つの摩擦力をグラフに表すと図のような関係になります。
縦軸に摩擦力の大きさ、横軸に物体を動かすために加えている力の大きさをとっています。