摩擦力の計算
摩擦力の計算には、質量、摩擦係数、傾きを使います。摩擦係数 μ = 0.3 の10 kgの物体が水平面にあるとき、F = 0.3 × 10 × 9.81 ≈ 29.4 Nです。斜面では重力の斜面方向の成分が加わります。
計算例：質量 10 kg · 摩擦係数 μ 0.3 · 斜面の角度 20 ° → 摩擦力：摩擦力 F = 27.65 N。出典：Wikipedia – Reibung (Coulombsches Reibungsgesetz)。更新日：
計算方法
摩擦力は、摩擦係数と垂直抗力の積です。F = μ · N と表します。垂直抗力は、物体が面を垂直に押す力に対する面からの反作用で、水平面では重力 m · g に等しくなります。
静止摩擦と動摩擦
物体が静止しているあいだは、静止摩擦力が最大 μ · N まで物体を支えます。すべり出すと、通常はそれより少し小さい動摩擦力がはたらきます。このツールは入力された摩擦係数を両方に使い、いつすべり出すかを示し、そのあとの加速度も計算します。クーロンの法則では、接触面積は摩擦力に影響しません。
斜面の場合
角度αの斜面では、重力は垂直抗力 N = m · g · cos α と、斜面方向の成分 m · g · sin α に分かれます。斜面方向の成分が μ · N より大きいと物体はすべります。つまり、角度が arctan μ を超えたときです。等速で斜面を引き上げる力は、斜面方向の成分と摩擦力の和です。
- よくある摩擦係数は、およそ0.05（潤滑あり）から1（アスファルト上のゴム）です。
- 角度を0にすると、水平面で計算します。
- 重力加速度は9.80665 m/s²です。
よくある質問
摩擦力はどう計算しますか。
F = μ · N で求めます。μは摩擦係数、Nは垂直抗力です。水平面では N = m · g なので、10 kgで μ = 0.3 なら約29.4 Nです。
静止摩擦と動摩擦の違いは何ですか。
静止摩擦は止まっている物体を支え、動摩擦よりふつう大きい力です。動摩擦はすべっている物体にはたらきます。どちらも F = μ · N ですが、係数が異なります。
物体は何度からすべり出しますか。
tan α = μ となる角度からです。μ = 0.5なら約26.6°で、質量には関係しません。
出典・根拠
- Wikipedia – Reibung (Coulombsches Reibungsgesetz)
- Wikipedia – Friction (Coulomb friction, angle of repose)
- Wikipedia – Schiefe Ebene
- BIPM – SI-Broschüre: Normfallbeschleunigung g_n = 9,80665 m/s²
更新日： · 編集方針
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