摩擦力の問題ね。図には摩擦力が描かれていないわね。
それじゃあ、グラフを選ぶ問題なので、まずは物体が動いていない状態の図を描いてみようか。
そうだね。物体が静止しているとき、加えた力
と静止摩擦力
の関係は分かるかな。
静止してるんだから、力がつりあっているのよね。つまり、静止しているときは常に
でしょ。
いいね。それじゃあ、加える力を大きくしていって、動き出す直前の摩擦力を何というか分かる?
動き出す直前ということは、グラフでいうとここだよね。
真ん中の⑤は、最大摩擦力が最大になっていないわね。
最大摩擦力より大きな力を加えると、動き出すのよね。
そうだね。④は動き出すと摩擦力は変化しないというグラフで、⑥は動き出して力を大きくすると、摩擦力は小さくなるというグラフだね。どっちだろう?
動いているから、はたらいているのは動摩擦力よね。動摩擦力がだんだん小さくなるなんて、聞いたことないわよ。
動摩擦力
は、
なので、動摩擦係数
は定数だし、垂直抗力
も変化しないから、動摩擦力は変化しないわよね。
同じような図は教科書にも載っているはずだよ。確認してみてね。答えは④だ。次は問4だ。
「滑り始めた」ということは、最大摩擦力を考えるのね。
じゃあ、床と板の角度を30°として、図を描いてみようか。
接しているものから力を受けるから、板から垂直抗力を受けるわね。
この3つの力がつりあっているんだね。どうしようか。
重力を分解するのね。斜面方向と斜面に垂直な方向に分けると、こんな感じね。
正の向きを決めて、力のつりあいの式を立てるのね。図のように
方向、
方向を決めると、
まずは
方向。
次に
方向。
この2つの式から
を消去すると、