物理
高校生
解決済み

(1)でなぜ摩擦力の大きさがμmgcosθではなく、mgsinθなのですか?
すごく気になるので教えてください。
(2)もmgsinθ0はマイナスになって-μmgsinθ0-μmgcosθ0にならないんですか?

回答

✨ ベストアンサー ✨

摩擦力についてよくある間違いなんですが、静止摩擦力の公式をf=μNと間違ってる人がいます。斜面上の物体が斜面から受ける垂直抗力の大きさNはこの場合N=mgcosθ ですから、この物体が斜面から受ける静止摩擦力の大きさをf=μmgcosθと答えてしまうことになります

これは大きな間違いで、この物体には働く力は問題文であなたが書いた力の分解の通り、斜面に沿っては、下向きの重力の成分mgsinθ 上向きに静止摩擦力fです。 これらが釣り合って物体が静止してるわけですからf=mgsinθということになります ですからf=μNと覚えてはいけません

しかし、教科書や参考書ではf=μNと公式に記載されています これはどういう状況かというと、物体が滑り始める直前の静止摩擦力のことを最大静止摩擦力と言いますが この状況の時のみ f=μNとなるわけです

つまり、静止摩擦力は状況によって大きさが変わり、動き出す直前の時のみf=μN となり、それより弱い力で釣り合って静止しているときは、釣り合いの式から静止摩擦力が決定します

決して静止摩擦力はμNというような一定の値ではありません

ちき

動き出す直前などの記載された問題だったらf=μnで求めれば良いということでしょうか?それ以外は釣り合いの式で求めるってことですね。

ゲスト

端的に言えば、そういうことですね!
ただ単に斜面上で止まってる場合は 釣り合いの式で求めて、「動き出す直前」と条件が設定されてる場合はF=μNと成ります

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回答

途中式というか考えた過程を見してほしいです。

ちき

静止摩擦力の公式F=μnで求めました!

ブドウくん

静止している状態において、F=μNで求めることはやりがちですが、間違いです。それは、最大(静止)摩擦力の公式なので、滑り出したぎりぎり(滑り始めたとかの記述がある場合)です。
では、静止摩擦力はどうやって求めるか、それは静止しているということから求めます。静止=力のつり合い(加速度0の等加速度直線運動)ですね。台に対して平行な方向にx軸をとってみると、x軸について力のつり合いの式がたてられます。

ちき

なるほど!詳しい説明ありがとうございます!

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