摩擦力

定義

摩擦力とは、物体が接触している面に沿って動こうとするとき、または動いているときに、その運動を妨げる向きにはたらく力である。接触している2つの物体の間に生じる力であり、常に相対的な運動を打ち消す向きに働く。

イメージ

床の上で箱を押すと、すぐには動かず、強く押すと動き出す。このとき、動こうとするのを邪魔している力が摩擦力である。また、すべり出したあとも、動きを遅くする向きに力が働き続ける。つまり、止まっているときも動いているときも、運動を妨げる形で現れる力である。

数式

静止しているときの摩擦力（最大値）は次のように表される。

\[f \leq \mu_s N\]

ここで、\(f\) は摩擦力（N）、\(\mu_s\) は静止摩擦係数、\(N\) は垂直抗力（N）である。

すべっているときの摩擦力は次のように表される。

\[f = \mu_k N\]

ここで、\(\mu_k\) は動摩擦係数である。

ポイント

• 摩擦力は常に「相対運動」または「動こうとする方向」と逆向きに働く
• 静止摩擦力は一定ではなく、最大値 \(\mu_s N\) まで変化する
• 一般に \(\mu_s > \mu_k\) であり、動き出す方が難しい