摩擦力の問題です。図のように、地面の上を右向きに滑っている物体に対して、速度方向と垂直な方向に外力を

摩擦力の問題です。図のように、地面の上を右向きに滑っている物体に対して、速度方向と垂直な方向に外力を加えます。このとき①摩擦力(の速度に対し垂直方向の成分)と外力がつり合うことで速度方向は変わらない か、②外力によって速度が摩擦力と逆向きの方向になる のどちらになると思いますか。(実験できたら1番良いのですが、多数決にします)

No.2 ベストアンサー 回答者： syotao 回答日時： 2020/06/10 12:15

ここはやはり実験をしないとわからないということでしょう。

というのはその外力に対抗してあらたに摩擦力が生じるにしても
物体の進行方向に対して外力が垂直だから、そのあらたに生じる
摩擦力の大きさ評価に
普段使う静止摩擦係数や動摩擦係数をつかえるかどうか
わからないからです。
だから外力の大きさによってそのまままっすぐ進むばあいもあるし
そうでない場合もあるとしか言えない。
また上のような事情があるので、こんな感じの問題が出題されないのでしょう。

この回答へのお礼

ありがとうございます

お礼日時：2020/06/10 15:59

No.3 回答者： Zincer 回答日時： 2020/06/10 14:14

通常、動摩擦力は速度と反対の方向に働きます。

垂直方向に成分を持つ動摩擦力の成分を発生させるためには、床を速度と垂直な方向に移動させなければならないでしょう。
これでも速度と垂直方向の成分のみ打ち消すような外力を加えるのは、ほぼ不可能です。逆に速度の方向が変わらないような（ガイド等の）制限を加え、その（結果的に）加わった力を測定しなければなないでしょう。
※もちろん理想的に外力を加えたとして直線的に移動したとする系を想定することは可能です。
また、スケートのような摩擦の働く方向に異方性があれば、風が横から吹いているのに、その方向には移動しないのは摩擦力が外力を打ち消しているとも言えなくはないでしょう。
垂直方向の力を加えたことにより、その外力によって斜め後ろ方向に動摩擦力が働いているにも関わらず速度の方向が変化しないということは考えにくいと思います。

また速度は変化しますが、摩擦のある円盤上で、ある回転速度までは物体が弾き飛ばされずに円運動を続けられるのは、円盤との静止摩擦力が向心力になっているからです。これでしたら、かなりイメージに近い系ではないかと思いますが、いかがでしょうか？

この回答へのお礼

答えになってない気もしますがありがとうございます

お礼日時：2020/06/10 16:00

No.1 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/06/10 10:25

多数決は乱暴です

自然法則に従って、結果が決まるのですから

・Fが動摩擦力を超えない範囲では、垂直方向の力のつり合いが保たれるのでこの方向には速度を持ちません→右向きの速度成分のみを持つ
・Fが動摩擦力を越えると垂直方向に加速度を持ちますから、垂直方向の速度が増していきます
ゆえに、右向きの速度と外力Fの向きの速度を合成した向き（斜めの向き）の速度をもち
時間とともに垂直成分が増してくるので速度は徐々に力の向きと平行になっていきます

この回答へのお礼

私も全く同じ考えです。

お礼日時：2020/06/10 10:30