求め方を教えてください 最大摩擦力の作用点は物体の左下の一番端っこにくるのは合っていますか？

求め方を教えてください
最大摩擦力の作用点は物体の左下の一番端っこにくるのは合っていますか？

No.2 ベストアンサー 回答者： masterkoto 回答日時： 2022/06/11 12:57

剛体が床面から受ける力を抗力と言います

これを水平方向と鉛直方向に分解したものが
摩擦力と、垂直抗力です
だから、摩擦力と垂直抗力は作用点が同じと言えます

物理での考え方は・・・
傾き始めた　という状態とは
まだかろうじて物体の底面全体が床面に接しているように見える状態で
まだ、回転が起きていない（後僅かでも水平に引く力が大きくなれば回転が始まる・・・そのような事態の直前）とみなします
つまり、モーメントが釣り合っているとみなします

このとき、物体の上面の中心（端から0.050m地点）を回転の中心だと考えると
水平に引く力はこの回転軸に関して
物体を回転を引き起こす能力を持っていないから、モーメントは０
（回転を引き起こすためには、回転の円の半径に関して
　半径と垂直な力の成分が必要！
水平な力は、　半径と同一直線状にあるため半径に垂直な成分が０で回転を引き起こすことができません）
同様に、重力も回転を引き起こす能力が０→もモーメント０

ということは、抗力もモーメント０でないといけません
そのためには、抗力は
今考えている回転中心から半径を引くとき
抗力の作用線は　半径と同一直線上に来ます
作用点は　半径と床面との交点です

この抗力を分解してあげると　
力の釣り合いから垂直抗力はいつも重力と大きさが等しく向きは
互いに真逆
摩擦力は　水平に引く力と等しく向きは真逆
引く力が大きくなるほど　摩擦力も増えます

という事は、引く力が大きくなるほど
摩擦と垂直抗力の合力である抗力は
その向きが傾いてきて（効力が徐々に水平方向に近づいていく）
先の回転軸に関して
回転を起こさないためには、抗力の作用点は左へ動いていくことになります
（繰り返しになるが、抗力が回転半径上にないとモーメント０にならないため）

引く力がないとき
摩擦力０だから
抗力と垂直抗力は完全に一致して
その向きは鉛直だから
回転軸から引いた半径上に抗力があるためには
抗力は回転軸の真下にないといけません（→垂直抗力の作用点は回転軸の真下）
引く力が徐々に大きくなると
摩擦が徐々に増えて
抗力の向きが傾き始めるので
抗力の傾きと回転半径との傾きが一致するように
抗力の作用点は徐々に左へ移ってくる
物体が傾く直前
抗力は物体の左端に来ることとなり
このとき、　垂直抗力と摩擦力の作用点は　
ともに　物体の左端です

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2022/06/11 11:43

いいえ。

物体が面に沿って平行移動する場合には、摩擦力は面に分布します。ただし、外力が加わっていない水平面に接地している時は均一分布ですが、外力が加わると分布は均一になりません。図の場合は左側ほど摩擦力が大きくなります。