本のページをめくったり,スーパーのレジ袋を開くときに,指を少し水で濡らすと,簡単にできますよね.一方,床や道路が濡れていると,滑りやすくなります.
同じ水なのにどうして摩擦を大きくする場合と,小さくする場合があるのでしょう?

A 回答 (2件)

水の分子と、紙やビニールの表面の分子は、


「ファン・デル・ワールスの力」や
「水素結合」で引き合っています。
物体の隙間が、分子程度の大きさだと、
これらの力が働いてくっつきます。

たとえば、数センチぐらいの小さな磁石が、多量にあると考えてください。
それを2枚の鉄板の間に適量挟むと、磁力で、鉄板が動かなくなるでしょう。
すごく大雑把なたとえですがそんな感じです。

隙間の幅が分子よりずっと大きくなると、
間は水なので、自由に滑ります。

まとめると、隙間の幅、それから物質の種類によって滑るか着くかが変わります。
道路などは凸凹しているから、分子程度の幅にはなりにくく、滑りやすくなります。
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この回答へのお礼

「ファン・デル・ワールス力」,「水素結合」・・・・
昔,授業で習ったような記憶がありますが,いずれにしても,隙間が小さいと摩擦(というか結合力)が大きくなり,大きいと浮いて滑りやすくなるんですね.
ご回答ありがとうございました.

お礼日時:2003/09/15 21:56

追記しますと,道路などで水があるとすべるのは,


その物体が水の浮力で若干浮くので,
本来物体と道路との摩擦が働いていたものが,
垂直応力が小さくなるので,その摩擦が小さくなるのが原因です.
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この回答へのお礼

浮力も関係あるんですね.
自動車のように重いものでも,路面が濡れているとタイヤが路面に密着しないことをタイヤメーカーのカタログだったか,CMだったかで見た記憶がありますが,あれと同じなんですね.
ご回答ありがとうございました.

お礼日時:2003/09/15 21:57

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QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q水が重力に逆らって物体に「くっつく」現象について

昨日、息子と風呂に入っているときに質問を受けました。
いわく、手のひらを水面につけて持ち上げたとき、水が手のひらにくっついてくるのはどうして?というものでした。
実生活のなかで、たとえば乾いた鉄に粉をかけてもくっつくことはないですよね。でも、鉄に水をかけると「濡れ」ますよね。同様に、手のひらが完全に乾いていれば(「完全に」という表現は相当粗いですがニュアンスとしてイメージしていただけると幸いです)、粉が入った容器に手のひらをつけても、静電気でわずかに粉がつく程度なのではないかと思うのです。が、粉を水にかえるとしっかり手のひらにつく。これ、相当不思議です。
息子には、「ビー玉がはいった容器に手をつけてもビー玉はついてこないよね。それより粒子が細かい粉の場合、少しついてくるよね。水は、たぶん粉より細かいから、よりたくさんついてくるんじゃない?あとは、表面張力とかの関係かなぁ、うぅん、わからん。」と、はなはだ消化不良な回答にて、ダメ父さんぶりを発揮してしまいました。ネットで検索しようにも、どう検索してよいかわからないので、ご存じの方がいらしたらお教えください。よろしくお願いします。

昨日、息子と風呂に入っているときに質問を受けました。
いわく、手のひらを水面につけて持ち上げたとき、水が手のひらにくっついてくるのはどうして?というものでした。
実生活のなかで、たとえば乾いた鉄に粉をかけてもくっつくことはないですよね。でも、鉄に水をかけると「濡れ」ますよね。同様に、手のひらが完全に乾いていれば(「完全に」という表現は相当粗いですがニュアンスとしてイメージしていただけると幸いです)、粉が入った容器に手のひらをつけても、静電気でわずかに粉がつく程度なのではない...続きを読む

Aベストアンサー

こんにちは。

>>>いわく、手のひらを水面につけて持ち上げたとき、水が手のひらにくっついてくるのはどうして?というものでした。

くっついてきて、その後すぐ、ほとんどが落ちる現象のことですよね。
それは分子間力です。
ちょっと難しいですが、分子間力というのは、電磁気力の一種です(万有引力は電磁気力ではなく重力なので違います)。
ただし、単純な静電気ではありません。
水がくっつく力が分子間力で、逆に水を下に落とそうとする力が万有引力です。

>>>実生活のなかで、たとえば乾いた鉄に粉をかけてもくっつくことはないですよね。

人力だと無理かもしれませんが、相当力を入れると、くっつかないこともないです。

>>>でも、鉄に水をかけると「濡れ」ますよね。

濡れ性のある表面であれば濡れます。
濡れ性がない表面でも、石鹸などの界面活性剤を塗れば、濡れるようになります。

>>>同様に、手のひらが完全に乾いていれば(「完全に」という表現は相当粗いですがニュアンスとしてイメージしていただけると幸いです)、粉が入った容器に手のひらをつけても、静電気でわずかに粉がつく程度なのではないかと思うのです。が、粉を水にかえるとしっかり手のひらにつく。これ、相当不思議です。

粉は、間に隙間がたくさんあり、手のひらとの接触面積が少ないからです。
水は、手のひら表面の凹凸に入り込むので、接触面積が大きく、したがって濡れます。

>>>「ビー玉がはいった容器に手をつけてもビー玉はついてこないよね。それより粒子が細かい粉の場合、少しついてくるよね。水は、たぶん粉より細かいから、よりたくさんついてくるんじゃない?あとは、表面張力とかの関係かなぁ、うぅん、わからん。」

ほぼ正解です。
もっと言えば、手のひらの皮膚と水との間のわずかな隙間が、ほぼ真空になるということがあるからです。
10ccの空気を1cc引き伸ばして11ccにすることは簡単ですが、0.1ccの空気を1cc引き伸ばして10.1ccにすることは難しいです。
ですから、手のひらが水をくっつけているように見えるのです。
この点では、紙の上に平らな板を置いて、その板を上に持ち上げると紙がくっついてくる現象と同じです。

そして、「手のひらと水」だけでなく「水と水」も考えなくてはいけません。
「水と水」が引き付け合う力が存在するので、手のひらに直接ついた水が、仲間の水を連れ立って引っ付きます。
もしも「水と水」が引き付け合う力が存在しなければ、手のひらにくっついてくる水の量は、ほんの僅かとなります。
「水と水」もまた分子間力であり、「隙間が真空」でもあるわけです。

こんにちは。

>>>いわく、手のひらを水面につけて持ち上げたとき、水が手のひらにくっついてくるのはどうして?というものでした。

くっついてきて、その後すぐ、ほとんどが落ちる現象のことですよね。
それは分子間力です。
ちょっと難しいですが、分子間力というのは、電磁気力の一種です(万有引力は電磁気力ではなく重力なので違います)。
ただし、単純な静電気ではありません。
水がくっつく力が分子間力で、逆に水を下に落とそうとする力が万有引力です。

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Q摩擦と速度の関係について

摩擦力について質問です。
ある物体に摩擦力Nを加えて移動させたとき摩擦係数をμとするとF=μNとなり、物体の移動速さは問題となりません。しかし、僕には同じ摩擦力でも速く移動させたほうが大きな摩擦力がかかる気がしてなりません。
本当に摩擦力に速さの項は関係しないのでしょうか?

わかる方がいましたらよろしくお願いします。

Aベストアンサー

>本当に摩擦力に速さの項は関係しないのでしょうか?
どういう次元の話をされているのかによります。
理論的なモデルにおいて理論的な話であれば速度は関係しません。
厳密に言えば静摩擦と動摩擦では静摩擦>動摩擦の関係となりますから、速度0とそれ以外は同列に扱えませんが。

現実の物体で試験したときにどうなるのかというと話は変わってきます。
日常的に感じることのできる摩擦係数の速度依存では、速度が大きい方が摩擦抵抗は小さくケースが多いと思われます。
たとえば非常に重たいものを滑らせて移動させる場合、勢いよく速度をつけて移動する方がやりやすく、低速で移動する方が力が必要になります。

これは単純に言うと、摩擦は要するに2つの面の凹凸のかみ合いが作り出していると考えれば、速度が速くなっていくと、いちいち凹凸がかみ合わずに凸部分のみがあたるようになっていきます(つまり若干浮き気味になる)。
そうすると摩擦抵抗が小さくなるわけです。

ただこれはその面に非常に強い力が加わるし、そのエネルギーは熱になりますので、あまりやりすぎると面が損傷してきます。そうするとある速度以上では急激に摩擦抵抗が大きくなります。これを限界PVといいます。

ちなみに摩擦についていうとこのほか液体の摩擦などもあり、この場合には速度が速いほど摩擦が大きくなるというものもあるので、必ずしも速度と摩擦係数の関係は一般的にはいえません。

>本当に摩擦力に速さの項は関係しないのでしょうか?
どういう次元の話をされているのかによります。
理論的なモデルにおいて理論的な話であれば速度は関係しません。
厳密に言えば静摩擦と動摩擦では静摩擦>動摩擦の関係となりますから、速度0とそれ以外は同列に扱えませんが。

現実の物体で試験したときにどうなるのかというと話は変わってきます。
日常的に感じることのできる摩擦係数の速度依存では、速度が大きい方が摩擦抵抗は小さくケースが多いと思われます。
たとえば非常に重たいものを滑らせ...続きを読む

Q鋼とゴムとの摩擦係数

機械構造用炭素鋼鋼管(STKM13A)と車のタイヤで使用されるようなゴムとの摩擦係数を教えて下さい。

近い値等でもOKです。
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

0.75ぐらいらしいですよ。
ネットで、調べましたか?

「ゴム 摩擦係数」で検索
http://www.keirinkan.com/kori/kori_physics/kori_physics_1_kaitei/contents/ph-1/2-bu/t2-2.htm


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