静止摩擦力とは、物体が 動こうとする力を妨げる力 でした。この静止摩擦力には最大値があり、 静止摩擦係数μ と 垂直抗力N で表すことができるのでしたね。

この 静止摩擦係数μ は、接触する物体・床の種類や状態によって定まる定数です。今回は、 静止摩擦係数μの値を実験によって測定する問題 について解説していきましょう。

斜面に物体を置いた次の図を見てください。

物体の質量m[kg]と、斜面の角度θは測定できるものとします。この斜面の角度をどんどん上げていくことを考えましょう。角度が大きくなると、そのうち物体が 滑り出す瞬間 がありますね。物体が滑り始めるとき、 静止摩擦力は最大値μN となります。

このとき、物体における 力のつりあいの式 を用いると、 静止摩擦係数μ を質量m[kg]と、斜面の角度θを使って表すことができます。具体的な手順については、次の練習問題で確認していきましょう。