斜面上の物体

斜面上の物体が滑り落ないように上から引っ張る場合、摩擦力は斜面上向きに働きます。

しかし、物体の下から押し上げる場合、摩擦力は斜面下向きに働きます。

私はこの違いがわかりません。
押し上げる力と斜面上向きの摩擦力の和が、物体の重力の斜面方向と釣り合った時、物体は静止し、その時に最大摩擦力が分かるのではないかと考えてしまうのです。

おそらく、何か根本的に勘違いしているところがあると思うのです。
誰か回答よろしくお願いします！

No.4 回答者： foomufoomu 回答日時： 2012/11/12 15:06

＞・・・上から引っ張る場合、摩擦力は斜面上向きに働きます。

＞しかし、物体の下から押し上げる場合、摩擦力は斜面下向きに働きます。
いや、どちらも下向きですよ。。。それだけ。

No.3 回答者： muneneko 回答日時： 2012/11/11 21:17

摩擦力は3種類あります。

1つは動摩擦力で、これは運動している方向の逆向きに働きます。
2つめは最大静止摩擦力で、物体が動き出しとしている方向の逆向きに働きます。
最後に静止摩擦力で、これは物体を動かそうとしている力の逆向きに働きます。

物体を押し上げている場合、動いているので、この場合の摩擦力は動摩擦力になります。
動摩擦力は運動方向とは逆に働くので、斜面下向きに働きます。

斜面上の物体が滑り落ちないように上から引っ張る場合は、滑り落ちないために上から引っ張る力がどのくらいかを考えればいいので最大静止摩擦力になります。
上から引っ張る力を少しでも弱めれば下に滑り落ちるので、最大静止摩擦力の方向は上に向きになります。

物体□→
凸凸凸凸凸地面

イメージ的には、こんなものをイメージしてもらえばいいです。
運動している場合は角をぶつけながら進むので、これが抵抗力になって運動方向とは逆向きに摩擦力が働きます。
止まっているものを動かそうとしている場合も、角がつっかかって動かしにくいので、動かそうとしている方向(力が働いている方向)とは逆向きに摩擦力が働くと考えます。

No.2 回答者： KKOYAZ 回答日時： 2012/11/11 20:43

摩擦とは、物質間の抵抗力です。

だから、作用する力の逆に働きます。
落ちないように引っ張る場合、主に作用しているのは重力です。抵抗している摩擦の足りない力を補えばいい訳です。だから、上向き(重力の反作用)です。
押し上げる場合、主に作用するのは、押す力です。これは、重量と摩擦の合計を越える力で押さないと動きません。だから下向き(作用力への反力)。
抵抗なので、作用する力の向きで方向が変化すると考えるのが一番かと。
持ち上げたら、摩擦は関係ないでしょ。

No.1 回答者： ereserve67 回答日時： 2012/11/11 20:23

上から引っ張る場合も下から押し上げる場合も物体には外力Fが働き，これは斜面上向きです．

重力はどんな状況でも斜面下向きにmgsinθです．

つまり，物体には外力と重力で上向きに

F-mgsinθ

が働きます．静止摩擦力μmgcosθにその符号εをかければ

F-mgsinθ+εμmgcosθ

符号εは

ε＞０のとき摩擦力は上向き，ε＜０のときは摩擦力下向き

と定めます．

加速度αは斜面上向きを正とすれば

mα=F-mgsinθ+εμmgcosθ

です．さて静止しているのでα=0，

F+εμmgcosθ=mgsinθ

この式をみると，m,g,θは不変で，静止ししていても，Fやεの符号，μは変化します．この等式が成立するように変化します．例えば

Fが0が近づく→εは正
Fが大きくなる→εは負

このように変化して，α=0すなわちつりあいを保つわけです．

これがくずれると，動き出すのです．

静止している間は摩擦力の向きは一定ではないのです．