摩擦力に関する質問の例

摩擦力に関する質問例6選

1. 質量 1 kg のブロックが粗い平面上に静止している。静止摩擦係数は 0,4、重力加速度は 10 m/s である。²・(a)静止摩擦力の大きさを求めよ。(b)ブロックが動き始めるための最小引張力Fを求めよ。
討論
知られている :
質問 :
(a) 静止摩擦力の大きさ (b) 最小引張力 (F) の大きさ
ジャワブ :
（a） 静止摩擦力の大きさ（f_s)
（b） 最小引張力（F）
物体に力 F を加えて引っ張っても物体が静止している場合は、静止摩擦力が物体に作用しています。物体に力 F を加えて引っ張って既に動いている場合は、動摩擦力が物体に作用しています。静止摩擦力は物体の動きを妨げ、図に示すように、静止摩擦力の方向は引張力 (F) の方向と逆になります。引張力 (F) の大きさが静止摩擦力と同じになると、物体は動き始めます (物体は静止したままです)。物体は、引張力が静止摩擦力よりも大きくなると動き始めます。
つまり、ブロックが動き始めるために必要な最小引張力（F）は4ニュートンです。

2. 粗い平面上に置かれた質量 1 kg のブロックを力 F で引っ張ると、ブロックは一定の速度で直線上を移動します。動摩擦係数が 0,1 の場合、引っ張る力 F の大きさを求めなさい。 (g = 10 m/s²)²)  
討論
知られている :
質問 ：F
ジャワブ :
直線上を一定の速度で移動するブロック = 一定の速度で移動するブロック = 加速度なしで移動するブロック。ニュートンの第一法則は、物体に作用する合力が 0 の場合、物体は静止しているか、一定の速度で移動していると述べています。
ブロックは一定の速度で移動するため、ブロックに作用する合力は 0 です。合力が 0 となるためには、右方向への引張力 F に加えて、F と同じ大きさで左方向に向かう力が必要です。問題の力は動摩擦力、つまり物体が移動しているときにブロックに作用する動摩擦力です。数式で表すと次のようになります。
物体は一定の速度で直線上を移動するので、引張力 F = f の大きさは_s = 1ニュートン

3. 質量 1 kg の箱が、粗い斜面を一定の速度で滑り降りています。動摩擦係数を求めなさい… (g = 10 m/s²)²)
討論

キャプション：
w = 重力、w_x = 傾斜面の表面に平行な重力の成分、w_y = 傾斜面に垂直な重力の成分、N = 垂直抗力、f_k ＝動摩擦力。

ジャワブ :
箱は一定の速度で滑り落ちるので、合力は 0 です。箱は傾斜面上を移動し、傾斜面上には力が w あります。_x そしてf_kこれら2つの力は大きさが同じで方向が反対なので、合力は0になります。

[英語：静止摩擦力と動摩擦力 – 問題と解答]

4. 物体の質量が4kgの場合、傾斜角は30度です。^o 重力加速度は10 m/s²^-2 物体は依然として滑ります。物体と斜面との間の摩擦係数の最大値は…
討論
以下のことが知られています。
m = 4 kg、g = 10 m/s²
質問：最大摩擦係数は？
ジャワブ：
静止摩擦係数は動摩擦係数よりも大きいため、最大摩擦係数とは最大静止摩擦係数を意味する。
物体は垂直方向には移動しません。
f を置換_s 式1においてf_s 式2において。
5. 物体を粗い表面に置いて力を加えると、摩擦と呼ばれる反対方向の力が生じます。この摩擦​​力の大きさは、…
A. 摩擦面の粗さ
B. 垂直抗力の大きさ
C. 摩擦面の粗さと垂直抗力の大きさ
D. 引っ張られる物体の質量
E. 物体を引き付ける力の大きさ
討論
静止摩擦は、物体が引っ張られているもののまだ動いていないときに作用する。動摩擦は、物体が動いているときに作用する。
物体が平面上にある場合、N = w = mg となる。
物体が斜面上にある場合、N = w_y = w cos θ (例題1参照)
説明: f_s = 静止摩擦力、f_k = 動摩擦力、N = 垂直抗力、w = 重力 = 物体の質量、g = 重力加速度。
問題が粗い平面に関するものである場合、摩擦力の大きさは表面の粗さ（摩擦係数）と垂直抗力（N）に依存します。
正解はCです。

6. 斜面上を移動する物体に働く摩擦力の大きさは、以下の要素に依存します。
A. 物体の重量と物体の速度
B. 平面の水平面に対する傾斜角と物体の速度
C. 物体の垂直抗力と表面粗さ
D. 物体の重量と平面の水平面に対する傾斜角
E. 平面の表面粗さと物体の速度
討論
斜面における最大静止摩擦力の公式：
正解はCです。
摩擦係数は水平面に対する傾斜角（θ）のみに依存します。