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動摩擦係数<静止摩擦係数という関係が一般的ですが
氷の上や、雨にぬれた車輪ーレール間などの場合はこれが≒になることはありますか?

A 回答 (4件)

ハイドロプレーニング現象はタイヤと道路との間に水の膜が出来てブレーキの効きが悪くなりスリップが起こる現象のことです。

水膜現象とも訳されています。運転免許の学科教習では必ず出てきます。ブレーキをかけてもスリップして止まることが出来ないというところに端的に出てくるのですから静止摩擦ではなくて運動摩擦です。運動摩擦が小さくなるのです。止まっている状態からスタートしようとしてもタイヤが滑ってスタートできないというのであれば静止摩擦力が小さくなっていると考えられます。どちらも変化するでしょう。どちらの変化の方が大きいかという問題になります。
自動車のタイヤの溝はタイヤと路面との間に挟まった水を押しのけるためのものです。溝の中に水を流すことによって接地をよくしようとしています。溝がなければ水の膜の上に乗り上げてしまいます。荒っぽく言うと水上スキーのような状態になります。滑るというのは運動摩擦が小さくなったということです。
止まっているときは自動車の重さで水を押しのけています。乾いているよりは摩擦が少なくなっているでしょうが路面にタイヤが接しています。
水があることの影響は運動摩擦の方に大きく効いてくるように思います。電車の車輪の場合は溝のないタイヤのようになっていますからもっと違いが大きいように思います。でも電車は重たいです。横ずれも起こりません。ブレーキの効きが少し悪くなるだけかもしれません。
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質問者は分かって質問しているのかどうか不明ですが、摩擦係数とは一般的には、固体と固体と間の摩擦を言います。


氷上、雨下の車輪-レールこれは、固体間に水膜が生じることにより摩擦が減る例です。
水と固体の間での摩擦(とは言わないが抵抗力)も静止の方が動より大きい。
但し、この場合水膜を無視して、固体間の摩擦と同様な摩擦とみなして係数を求めると、ほぼ同じ大きさとはいえます。対固体同士間の摩擦力との比較では。
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機械工学については、全く経験がありません。


ただ、車輪とレールの間に毛細管現象で雨水が入り込み、静止摩擦係数が小さくなると云うことはあり得るのではないでしょうか?
ハイドロプレーニングとまでは行かなくとも、動摩擦係数に近づくことはあるのではないでしょうか?
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≒に近づくのではなくて差が開いていくように思います。



雨に濡れたレールの上の車輪の場合、静止摩擦力と運動摩擦力の生じる仕組みが変わってくるでしょう。
動いているときは水が潤滑剤の役割をします。
止まっていれば表面の水を押しのけてレールと車輪が接触する事になります。
こう考えると近づくよりも離れるという感じがするのですが。
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