H27年 国家一般職(高卒 技術) No.11 物理　解説

　問 題　　　　　

質量 10 kg の物体が水平な台の上に置かれている。この物体に 70 N の力を水平方向に加え続けているときの摩擦力はおよそいくらか。ただし静止摩擦係数は 0.50 動摩擦係数は 0.10 重力加速度の大きさは 10 m/s² とする。

1. 10N
2. 20N
3. 30N
4. 40N
5. 50N

 

 

 

 

 

　解 説　　　　　

物体が止まっている時には静止摩擦力が働きます。

静止摩擦力を F_静止摩擦 と表すと、静止摩擦係数 μ を用いて「F_静止摩擦 = μN」 です。N は垂直抗力です。質量 m の場合、mg 下向きに重力作用します。これに対し接触面から受ける抗力が 垂直抗力です。

動き出すと動摩擦力が働きます。静止摩擦力と同様に、「F_動摩擦 = μ’N」 が成り立ちます。水平方向の力 F > μN になると、動き始めます。

10kg → 下向き 100N → N = 100 です。μN = 50 < 70 なので、動いています。そのため、摩擦力は動摩擦力になります。μ’N = 10 です。

以上より、正解は 1 です。

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類題 H26no53