物体に働く摩擦力に関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。…
揚貨装置の運転のために必要な力学に関する知識 第36問
物体に働く摩擦力に関する記述として、適切でないものは次のうちどれか。
- (1)他の物体に接触し、その接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止しているとき、接触面に働いている摩擦力を静止摩擦力という。
- (2)水平な床面で静止している物体には、その物体を床面に沿って引っ張るなどして力を加えなければ、静止摩擦力は働かない。
- (3)静止摩擦係数をμ、物体の接触面に作用する垂直力をNとすれば、最大静止摩擦力Fは、F=μ/Nで求められる。
- (4)円柱状の物体を動かす場合、転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると小さい。
- (5)物体に働く運動摩擦力は、最大静止摩擦力より小さい。
正答 (3)
正答は (3)。これが適切でありません。
最大静止摩擦力は、摩擦係数と垂直力をかけて求めます。
F = μ × N
割り算ではありません。割ると、ざらざらした面ほど滑りやすいことになってしまい、おかしな話です。
【ほかの選択肢】
(1) 接触面に沿う方向の力が作用している物体が静止していると
きに働く摩擦力を静止摩擦力という 適切
(2) 力を加えなければ、静止摩擦力は働かない 適切
(4) 転がり摩擦力は滑り摩擦力に比べると小さい 適切
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(5) 運動摩擦力は、最大静止摩擦力より小さい 適切
【式の確かめ方】
摩擦係数が大きい(ざらざら) → 摩擦力は大きい
垂直力が大きい(重い) → 摩擦力は大きい
どちらも大きいほど摩擦力が大きくなるのだから、かけ算です。割り算では、片方が大きくなると摩擦力が小さくなってしまいます。
【摩擦力の三つ】
静止摩擦力 止まっている物体に働く
最大静止摩擦力 滑り出す直前の、いちばん大きい摩擦力
運動摩擦力 滑っている間に働く
大きさの順は、最大静止摩擦力 > 運動摩擦力。動き出すまでが重く、動き出すと軽くなるのは、このためです。
【(2)の意味】
引っ張っていなければ、摩擦力はゼロ
摩擦力は、動かそうとする力に逆らって初めて現れる力です。ただ置いてあるだけなら、横向きの力は働いていません。
【転がり摩擦が小さいわけ】
接触している部分が小さく、次々と入れ替わる
重い荷をころに載せて動かすのは、これを使っています。
【摩擦係数】
接触する二つの面の材質と状態で決まる
接触面の広さには関係しません。面積が広いぶん、単位面積あたりの押付けが弱くなるので、打ち消し合います。
【垂直力】
水平面なら、物体の重さそのもの
出典:揚貨装置運転士 2023年上半期実施分(2023年10月掲載/公益財団法人 安全衛生技術試験協会 公表試験問題)出典元ページ
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最終更新日
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