鉄とアスファルトの摩擦係数を教えて下さい

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A 回答 (3件)

実測されることをお勧めします。



 摩擦については、まだ解明されていないところもあるでしょうから、理論的に求めることは出来ません。実測してみると分かりますが、同じ条件で測定しても、毎回異なります。したがって、平均をとるか、範囲を示す以外にないと思います。摩擦係数には静止摩擦係数と運動摩擦係数があり、値には大きな開があります。

 摩擦係数は、鉄の表面の処理の仕方でも変わり、ましてや、アスファルトもバラスなどの混ぜ方、バラスの大きさ、表面の処理(エッティング)により大きく増減します。

 あなたが使用されようとしている素材について実験する以外にはないでしょう。鉄の試験片とアスファルトを作り、簡単な装置で実験できると思います。精密な実験ではないような気がします。

素人ですから、自信はありません。
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答えられません。


先の方がおっしゃるとおり、いろんな条件が決まらないと解りません。(厳密に考えると変数は無数に有ると思います)
逆に言うと、固有の2物体をこすり合わせると、垂直抗力に比例して摩擦力が発生するという現象を説明するために便宜上もうけられる係数と思って差し支え有りません。
あえて正解を求めるなら0<μ<1です。

また、アスファルトが摩擦熱や剪断力で溶け出す様な条件や粘着性を示すような場合、”摩擦”の世界にくくってしまうのは、少々乱暴な気がします。
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摩擦係数は、物質の種類で決まるものではありません。

物体の(主に表面の)性状が大きく影響します。まして、アスファルトは粘り気のある形の定まらない材料ですから、組み合わせる相手がきちんと決まったとしても、摩擦係数を一般的に議論することは困難でしょう。もちろん、何か特定の性状・形態の物体をお考えなら、それ自体を使って実測をすればいいのです。もちろん、あなたがお考えの対象物体がどんな物なのかよく分かる人がいるのなら、目安の値は答えられるかも知れませんが。
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Q静止摩擦係数と動摩擦係数について

 実際の生活において、静止摩擦係数と動摩擦係数が考慮されなければいけない物にはどんな物がありますか?特に静止摩擦係数についてしりたいです。

 よろしくお願いします。

Aベストアンサー

補足をありがとうございました。
結局のところ、静止摩擦「力」、動摩擦「力」、静止摩擦「係数」、動摩擦「係数」の全てということですね。

極端なことを言いますと、
「この世に静止摩擦力というものがない」という状況を仮定しましょう。
すると、この世には、山も谷も存在できなくなります。
富士山も全部崩れて平地になります。


さて、
#2様へのお礼文を拝見するに、紙に関連した例がよいのでしょうね。

以前勤めていた職場のオフィスで、コピー機で再生紙を使うと時々紙詰まりを起こすため、再生紙の使用を禁止して、上質紙に限定という使用制限をしたことがあります。

紙と給紙ローラーとの静止摩擦力 > 紙同士の静止摩擦力
かつ
紙と給紙ローラーとの転がり摩擦力 > 紙同士の動摩擦力
という状況であれば、正常に1枚ずつ給紙されると思います。

そういった条件が、再生紙と上質紙とでは異なるのでしょう。
いかに、給紙ローラーと紙との摩擦係数(静、動とも)を高めるかが鍵なのではないかと思います。
コピー機(プリンタもそうですが)は、摩擦力に関して微妙な設計が必要なんですね。


また、
トランプのカードは、プレイするにしても、手品に使うとしても、扱いをスムーズにするためには静止摩擦係数、動摩擦係数ともに小さいほうが望ましいです。
紙にコーティングをしていますよね。
(紙製ではなくプラスチック製のカードもありますが。)


では、この辺で。

補足をありがとうございました。
結局のところ、静止摩擦「力」、動摩擦「力」、静止摩擦「係数」、動摩擦「係数」の全てということですね。

極端なことを言いますと、
「この世に静止摩擦力というものがない」という状況を仮定しましょう。
すると、この世には、山も谷も存在できなくなります。
富士山も全部崩れて平地になります。


さて、
#2様へのお礼文を拝見するに、紙に関連した例がよいのでしょうね。

以前勤めていた職場のオフィスで、コピー機で再生紙を使うと時々紙詰まりを起こすた...続きを読む

Q静止摩擦係数と動摩擦係数について

同じ場所で、静止摩擦係数のほうが動摩擦係数よりも大きくなると思うのですが、これはなぜでしょうか?

よろしくお願いします。

Aベストアンサー

自信無しでお願いします.

床と物体との間の摩擦の源は,床と物体の原子分子が作る
クーロン場の相互干渉ですよね.
金属の場合は整然と並んだ原子と自由電子の,
そして大概の物質では極性を持った分子の電磁力によって,
静止状態には相応の安定した状態にありましょう.
(この場合の安定とは,漸近安定ではないでしょう,
 なぜなら原子分子は振動していますから.)
エネルギー的に考えれば,静止状態とはエネルギーの壺の
底で静止或いは行ったり来たりしている状態でしょう.

ここで重力場でのアナロジーですが,
谷底から大きな岩を動かし始める場合は,その岩に
運動エネルギーを与えなければなりません.
一方,ちょっと上から突き落として動かし続ける場合は,
ちょっと上にあったときの位置エネルギーが岩の運動エネルギーに
なっていますから,その分トクをします.

摩擦の場合も,クーロン場での位置エネルギーと,
物体の運動エネルギーと,同じように考えて,
それをマクロに見たとき,静摩擦係数>動摩擦係数,
となっていると解釈されるでしょう.

あと,#3さまのタイヤですが,私よく分からないまま
思い付きでなのですが,タイヤの場合は転がり摩擦や,
材質の相変化などを考える必要があるかと思います.
こんにゃくやゼラチンみたいなものでしょうか...

自信無しでお願いします.

床と物体との間の摩擦の源は,床と物体の原子分子が作る
クーロン場の相互干渉ですよね.
金属の場合は整然と並んだ原子と自由電子の,
そして大概の物質では極性を持った分子の電磁力によって,
静止状態には相応の安定した状態にありましょう.
(この場合の安定とは,漸近安定ではないでしょう,
 なぜなら原子分子は振動していますから.)
エネルギー的に考えれば,静止状態とはエネルギーの壺の
底で静止或いは行ったり来たりしている状態でしょう.

ここで重力場...続きを読む

Q静止摩擦係数>動摩擦係数となるのはなぜ?

高1です。学校で、静止摩擦係数>動摩擦係数と習ったのですが、それはなぜなのでしょうか? googleで検索したり、ここの過去の質問を見たりしたのですが、納得いく回答が得られませんでした。どなたか教えていただけませんか?

Aベストアンサー

経験則ですからねぇ
まぁ、少なくとも、静止摩擦係数<動摩擦係数、とならないことだけは、自明ですね
もしそうなったら、最大摩擦力を超えても動き出さないことになって、最大摩擦力の定義に反しますから

Q静止摩擦係数>動摩擦係数

一般に、静止摩擦係数>動摩擦係数といえるのは何故ですか??

Aベストアンサー

こんにちは。

1.
もしも大小関係が逆ならば、それはつまり、物体を滑らせ始めるときに必要な力が、物体を滑らせ始めた後の力より弱いことになります。
そうであるならば、そもそも静止摩擦力、静止摩擦係数の概念は不要で、動摩擦係数の概念だけで事足りることになります。

2.
摩擦力がなぜ垂直抗力と摩擦係数だけで決まるのかは、簡単には説明がつきません。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%91%A9%E6%93%A6%E5%8A%9B
必然的な物理法則というよりは、現象論だと思ってください。
摩擦係数の法則に従わない事例もあると聞いたことがあります。

Q摩擦力=摩擦係数×垂直抗力は常に成り立つと考えても良いのか?

その昔、私が高校生だったころ、物理で釣り合いの式や運動方程式などを習ったとき、摩擦力のことをμNと表記し、
「動き出す直前はμ=μ0(ミューゼロ、ゼロは下付き)が成り立ち、
動き出した後はμ=μ'が成り立つ。  (μ0:「最大」静止摩擦係数、μ’:動摩擦係数)」
そして、
「摩擦力がまだ小さくて動き出さない間は、μがμ0よりも小さいのだ」
つまりμを変数としてとらえようと習ったように記憶しています。

が、ネットで調べてみたところ、
摩擦力FとμNなる形の項との等式が成り立つのは動き出す直前と動き出した後のみ
 (つまりそれぞれ F=μ0・N、 F=μ’・N )
であり、
「摩擦力がまだ小さくて動き出さない間は、F<μ0・Nという不等式しか成り立たない。」
というのが一般的な正しい理解のようです。

そこで質問なのですが、
私は、「F=μ・Nは常に成り立ち、摩擦力がまだ小さくて動き出さない間は、μ<μ0なのだ、
つまり、μは運動や力の加わり方によって変化する変数なのだ」
ととらえていたのですが、私の理解の仕方は間違っているのでしょうか?

私としては、「μも変数だと考え、図中には摩擦力μ・Nと書き込み、釣り合っているか動いているかによってμに特定の値を代入する」方が、
「図中に摩擦力Fと書き込み、動き出す直前はF=μ0・Nであり、動いている最中はF=μ’Nであり、
力が小さくて動かない間はFと垂直抗力Nの間に成り立つ等式はないので、摩擦力FはFとしか表せない。」
と考えるより便利なのですが、、。

追伸 私の中でどう理解するかは私自身だけの問題なのでどうでもよいのですが、
 高校生の姪っ子に摩擦について教えてくれといわれまして、
 私の理解を教えることが間違い(手抜き)の押しつけになっていないか
 不安に思っている次第です。

その昔、私が高校生だったころ、物理で釣り合いの式や運動方程式などを習ったとき、摩擦力のことをμNと表記し、
「動き出す直前はμ=μ0(ミューゼロ、ゼロは下付き)が成り立ち、
動き出した後はμ=μ'が成り立つ。  (μ0:「最大」静止摩擦係数、μ’:動摩擦係数)」
そして、
「摩擦力がまだ小さくて動き出さない間は、μがμ0よりも小さいのだ」
つまりμを変数としてとらえようと習ったように記憶しています。

が、ネットで調べてみたところ、
摩擦力FとμNなる形の項との等式が成り立つのは動き出す...続きを読む

Aベストアンサー

tanuoyajiさんの理解の仕方は,実に自己流のもので実際に使われている摩擦係数の理解とはかなり異なるものです。

静止摩擦力=接触する2物体がすべらないときの摩擦力で他の力との関係で大きさが決まる。その最大値(すべりだす限界)を最大静止摩擦力といい,垂直抗力にほぼ比例し,その比例定数を静止摩擦係数という。

すなわち,F≦μN で実際の大きさは他の力との関係によって決まる。

動摩擦力=接触する2物体が互いにすべっているときの摩擦力で,すべる速さに関係なく垂直抗力にほぼ比例し,その比例定数を動摩擦係数という。一般に静止摩擦係数より小さい。

すなわち,すべっている速さに関係なくF’=μ’N

動摩擦力の理解はよいのですが,静止摩擦力を常にμNとしてμがまわりの状況で変わるという理解は,百害あって一利なしです。静止摩擦力の大きさは他の力とのつりあいや物体の運動方程式によってこそ導くことができ,μNとおくことでさもすでに与えられているかのような錯覚を引き起こすからです。他の力との関係で決まり、こすれあう面の特性に無関係な静止摩擦力に対して係数μを定義することは全く無意味です。

tanuoyajiさんの理解の仕方は,実に自己流のもので実際に使われている摩擦係数の理解とはかなり異なるものです。

静止摩擦力=接触する2物体がすべらないときの摩擦力で他の力との関係で大きさが決まる。その最大値(すべりだす限界)を最大静止摩擦力といい,垂直抗力にほぼ比例し,その比例定数を静止摩擦係数という。

すなわち,F≦μN で実際の大きさは他の力との関係によって決まる。

動摩擦力=接触する2物体が互いにすべっているときの摩擦力で,すべる速さに関係なく垂直抗力にほぼ比例し,その...続きを読む


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