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高校物理で滑り出す条件を求めよという問題がよく出ますが、F<μNの式に=を入れるのは、滑り出すとき、滑らないときの どちらでしょうか?問題集やっててもバラバラな気がします。

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A 回答 (4件)

厳密には「F=μN」まではちょうど釣り合っているわけですから、「滑らない」ことになりなります。


では、「滑り出す」力を求めなさい。となると、F>μNとなるわけですからμNの値を含みません。しかし値としてはμNを出すしかありません。
日本語で厳密に書けば「μNより大きい」であり、「μN以上」では不正解となるのでしょうが、値としてはμNを用いないと仕方がないのです。
〉問題集やっててもバラバラな気がします。
問題を見てみないと何とも言えませんが、まともな問題であれば、正確に等号や不等号を使用しているはずです。
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物理学は自然科学であって数学ではありませんので、どちらに入れるとしても物理的な意味はないでしょうね。


最大静止摩擦力がμNになるということ自体ただの経験則ですし、滑り出さない時と滑り出さないときの間に明確な境界があるわけでもないでしょうから。

どうしてもどちらかに入れたい(入れる必要がある)のであればお好きな方に入れればよいでしょう。実験には誤差がありF=μNという条件を実現する事自体できませんので、どちらに入れたとしても条件として違いが出てくるわけではありませんので。
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「滑り出すとき」はこれ以上摩擦力が大きくなることは無いですよという状態。

いわゆる最大摩擦力の状態。
「滑らないとき」はこれ以上摩擦力が大きくなることは無いですよという状態 かもしれないし、まだ摩擦力は大きくなることができますよという状態 かもしれない。 要するに、物体を動かそうとする力が、最大摩擦力以下の状態。

このことから、F=μNとするのは 滑り出すときという事になると思います。
高校物理では 滑り出す=動き出す瞬間 F=μN が成り立つとしていたと記憶しています。
これを頭に置いて F<μN、F=μN F>μN のいずれなのか判断すれば良いでしょう。
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滑る、滑らないその境界じゃないでしょうか。

結果をどちらに求めるかで使用方法は違うかと。
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