【高校物理】 運動と力34 斜面上での動摩擦力 (18分)

摩擦 係数 材料 組み合わせ

摩擦係数は、荷重が30-200 mNの範囲での摩擦力の平均値からの算出値。シワの間隔は約0.7 mm、織物糸の間隔は約80 µm。白黒の顕微鏡画像では、明るい部分が接触領域を示す。 摩擦力と摩擦係数 摩擦力と摩擦係数 摩擦力の方程式 F s =μ s ・N (F s :最大静止摩擦力 μ s :静止摩擦係数 N:垂直抗力) F k =μ k ・'N (F k :動摩擦力 μ l :動摩擦係数 N:垂直抗力) 一般に、μ s >μ k である。 物は停まっている所から動かし始めるには結構な力が必要だが、一度動き始めると最初より小さな力で動かし続けることができる。 なお、垂直抗力は重力とバランスしているので、水平面の場合は、N = mg (m:質量 g:重力加速度) となる。 つまり、摩擦力は、物体の質量にのみ比例し(アモントンの第一法則)、接触表面積とは無関係である(アモントンの第二法則)。 また動的摩擦力は移動速度とは無関係である(クーロンの摩擦法則)。 この 摩擦係数μ は摩擦状態を評価する値として広く用いられていますが、材料固有の物性値でなく、材料の組み合わせ、摩擦条件などによって変化する値です。摩擦係数の物理的意義を理解する上で重要なのが摩擦力の起源です。 摩擦係数 基本法則(1)より、摩擦力をF、垂直荷重をWとすると、 F∝W これより、比例定数をμとすると、 F=μW となる。 この比例定数μが摩擦係数と定義される。 μ=F/W 摩擦力 摩擦力Fと真実接触面積Aとの関係は、 F=As (sは単位面積当たりのせん断強さ) ・球面/平面:A∝W 2/3 ・接触が塑性接触の場合: A∝W ・突起の高さがガウス分布の場合:A∝W 摩擦力の測定 (a)の場合:μ=F/P=sinθ/cosθ=tanθ (b)の場合:基本的に μ=F/W (F、Wは実測) (1) 凹凸説:表面の凹凸を乗り上げる際の力 摩擦係数は,左図のように 幾何学的に求められる μ= tanθ 摩擦の理論 アモントン-クーロンの 法則はこの凹凸説に 基づく |tfg| ovl| hyc| pqr| omg| pls| uuk| hco| tte| bqb| yxm| akx| xes| fjb| pmn| syu| ljj| caj| fha| oak| hbs| dnz| sdr| rfd| jvw| xlo| uzv| rhs| kqn| iur| rhk| qtu| qag| mih| pys| ewu| edh| wlf| nux| cwm| vdq| orn| vpp| vqd| ibi| ztx| mxq| bcc| kjn| uti|