Question

奈那

静止摩擦力＜最大静止摩擦力が成り立たないといけない理由？自分でも調べたりしたんですけどあんまりわからなくてわかりやすく教えて欲しいです😭😭

[解説]
102
第1章
力学
55 回転円板上の小物体のテーマ -
等速円運動に必要な力 ( 向心力)
静止摩擦力のはたらく向き
(1) 小物体にはたらく摩擦力は,等速円運
動の向心力なので、大きさはmrω'で,
向きは円の中心向きである。・・・答
小物体が等速円運動するためには、
小物体に対して、常に中心に向くカ
をおよぼす必要がある。
この力が向
心力であり、本問の場合, 静止摩擦
(2)小物体が円板上を滑らないためには
静止摩擦力≦最大静止摩擦力
→限界の
力がこの力に相当する。
(向心力)
が成り立っていればよい。 したがって
mr w²≤μmg
ここで,ω=(一定) での範囲を聞か
れているので
rs-
mg
2
答
向心力
|速度
Itnic
W
(3)(2)と同様に考えて
mr w² ≤μ mg
ここで,(3)ではr= (一定) でωの範
囲を聞かれているので
仮に, 小物体に向心力がはたらいてい
ないとすると, 小物体は速度の向きに
進んでしまい、等速円運動できなくな
るよ。
μg
w
r
物体を円
まさかだけ
させるのに不
小物体が滑らないということは,小物体には
たらく静止摩擦力が最大静止摩擦力μNに
至っていないということだね。
56 円すい振り子のテーマ
→
速度にがり出す
•
向心力を用いた運動方程式による解法
遠心力を用いた力のつり合いによる解法
糸の張力の大きさをS, おもりの速さ
を”とする。

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

てんと

最大静止摩擦力とは、物体が静止することの限界の摩擦力の大きさです。またこの問題では、摩擦力は、物体が動かないようにではなく、滑らないように働いています。

そもそも、摩擦力とは、その物体にかかる力が大きくなればなるほど大きくなります。したがって、向心力が大きくなればなるほど摩擦力が大きくなるということです。
ということは、向心力が大きくなり、最大静止摩擦力を超えると、物体は滑り出してしまうということです。

したがって、静止摩擦力＜最大静止摩擦力となっていれば、物体は滑らず転がるということです。

もし、まだ分からないなどあればぜひ言ってください！！✨

奈那

向心力が最大静止摩擦力を超えたら滑り出して向心力が最大静止摩擦力を超えなかったら滑り出さないということですか！？😭

てんと

そゆことです！
この場合、玉は動いてるんで、「滑り出さない＝転がる」って事になる事にも注意してください！

奈那

ありがとうございます😭滑り出しても円の周りを転がらないだけで転がるのは転がりますよね！？

てんと

物体が、どのようにして円運動してるのかが、写真だけでは分からないのですか、もし仮に、中心と紐で物体が繋がっていて、ハンマー投げのように円運動しているなら、滑り出したとしても円運動はし続けます。
物体が転がるようにして円運動せず、滑りながら円運動します。
厳密に言えば、滑りながらというのも、全く転がっていないのではなく、転がりと滑りが混ざった状態になります。

奈那

なるほど！！😭😭ありがとうございます