Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

最大摩擦力と動摩擦力は垂直抗力に比例するとありますが、何故静止摩擦力には比例しないのでしょうか?

また、写真の上の図は最大摩擦力について、下の図は動摩擦力についてを表したもので、動摩擦力は最大摩擦力より小さくなっていることが分かるのですが、何故垂直抗力は小さくなっていないのでしょうか?

2ワ ⑥物体が動き出す直前 動き中 す直前でも力はつら合っている ので. 引く力の大きさ 7と志 大摩擦力の大きさ 五。 との関係 は, アニテア。 である。 (6物体が動いているとき 引く 力の大きさア7に関係なく, 一 定の大きさの動摩擦力F' がは からく。
物理

คำตอบ

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少し詳しく説明しますが、高校では特に重要でないので無視してくださって構いません。

摩擦力とはその場に留まろうとする力であると考えてください。
物体と地面の間をよく見てみると、分子同士が分子間力でくっつこうとしています。
摩擦力とはそのくっつこうとする力であると考えられています。

最大静止摩擦力とは、止まっている状態の物体の地面との引き合いを引き剥がしてやる為に必要な力です。
なので、止まっている状態では、それ以下の力では動きませんし、加えた力の分だけ逆方向に摩擦力として力がかかります。

次に動き出した時ですが、物体は動いた後も、次の位置で地面とくっつきあおうとします。
しかし動いているので、そこまで強固にくっつき合う事が出来ません。(時間がない)
なので動摩擦力は最大静止摩擦力よりも小さくなります。

因みに垂直抗力は、物体と地面の正味の接触面積に関係してきます。
よく見ると物体も地面も小さな凸凹があるはずです。垂直方向の力が小さいと凸の点でしか接触しませんが、垂直方向の力が大きくなると、凸凹が変形し(ゴムを想像してください)接触面積が増え、引き合う分子が増えて摩擦力が大きくなっていきます。

一応、摩擦の1つの解釈の仕方として、このような現象で説明されています。

一度これに関してネットで検索した際に垂直抗力が関係する理由は理解出来ましたが、動摩擦力が最大摩擦力よりも小さい理由については何となく、という曖昧なものでしか理解出来ていなかったので助かりました。二つが比例する理由も分かりました。ありがとうございます。

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คำตอบ

静止摩擦力は、摩擦力をFとすると物体は静止しているから釣り合いの式からT=Fです。
Nが変化しないのは鉛直方向の釣り合いからN=mgで一定なので変化はしません。

なるほど、比例という言葉で垂直抗力も変化するものだと勘違いをしていましたが、その時の垂直抗力によって摩擦力に変化が起こるのですね。
教えて頂きありがとうございます。

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