動摩擦力f' は 移動の方向と逆向きにはたらく力 でしたね。f'の大きさは常に一定で、 動摩擦係数μ' を用いて f'=μ'N と表すことができました。これを踏まえて、 斜面上の物体にはたらく動摩擦力 について考えていましょう。

斜面上を運動する下図の物体を例にとって解説していきます。

物体にはたらく力は 重力 と 接触力 ですね。 重力 は鉛直下向きでmg、さらに斜面が物体を押し上げる 垂直抗力 N、 動摩擦力 f'がはたらきますね。斜面の運動の場合でも、動摩擦力f'は動摩擦係数μ'と垂直抗力Nを使って、 f'=μ'N と表せます。

斜面の問題を考えるとき、カギとなるのは、重力mgを斜面に水平な方向と垂直な方向に 分解 することです。 重力のうち斜面に平行な成分 は、 運動方程式 を考えるのに使います。 重力のうち斜面に垂直な成分 は、 力のつりあい を考えるのに使います。

重力の分解は、斜面をすべる物体の問題を考えるときとても重要です。このポイントを活用して、次の練習問題に取り組んでいきましょう。