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
正解 (1)
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。
類題 H26no53
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