静止摩擦と動摩擦のどちらが働くかは、実は物体そのものが運動しているかどうかとは少し違ってきます
摩擦を考える場面として斜面上に静止して置かれている物体を考える問題がありますが、よく考えると斜面自体は地球の上に乗っているので物体も地球と一緒に動いているはずです。でもああいった問題でも静止摩擦力を使いますよね
物体に働く摩擦力が静止摩擦力か動摩擦力かというのは、物体と物体の接地面がどうなっているかで決まります。つまり
接地面がずれない → 静止摩擦
接地面がずれる → 動摩擦
というように区別されるのです。この問題では物体と円板の接地面はずれないため、働く力は静止摩擦力です
摩擦というのは常に物体の運動を邪魔する方向にかかります。となると問題文中の物体がどっち方向に動きたいかを知る必要がありますね
そこで、回転している途中である瞬間に摩擦がなくなったとしたらどうなるか考えてみます。物体は例えば画像のような速度をもっているはずなので、もし摩擦がなくなったら円板の中心から離れてはるか遠方にとんでいきます
ということは、円板上の静止している物体は中心から離れていく方向に運動しようとしています。摩擦力はそれを妨げる方向に働くため、中心方向に働くのです
絵のような速度を持っているけど、力は外側の力で、それを防ぐための中心への力が向心力で、摩擦力、ってことですか？😳
少しイメージしづらいですが、円板も回転しているため、回転している円板から見ると物体は横向きではなくまっすぐ外側に向かって飛んでいこうとします
そしてこれも誤解を生みやすいですが、物体が外側に向かって運動しようとしているだけであって外側に向かって力がかかっているわけではないです。運動の向きとかかる力の向きは必ずしも一致しません。あくまで物体にかかる力は向心方向の摩擦力(+重力、垂直抗力)だけであります
一応、向心力をベースに説明しようとしていますが、分かりづらいようなら上の方の説明のように遠心力をベースに考えるのもありだと思います
わああぁ！ご丁寧な説明ありがとうございます！☺️
その矢印のやつすごくわかりやすいです！
ここでの静止摩擦は進行方向の逆向きじゃなくて中心に向かってるんですか？