{\displaystyle s} {\displaystyle F_{1}} g μ N が主要な寄与を生むことが知られている。弾性ヒステリシスの小さい金属どうしの場合、乾燥摩擦では凝着破断の効果 A まず、摩擦力とは、どういうものでしょう?ふたつの物が接触して互いに動いているときに、その接触した面でその動きを妨げようとする力が運動と反対の方向にはたらくこと、あるいは、その力のことを摩擦とか摩擦力ということは習いましたね.。とまっているものに働く摩擦(力)を静止摩擦(力)、互いに動いているときに働く摩擦(力)を運動摩擦(力)あるいは単に動摩擦(力)といい、この運動摩擦(力)は運動の種類によって二つの種類に分かれ、氷の上をすべるような摩擦(力)を滑り摩擦(力)といい、ボールが転がるような場合を転がり摩擦(力)といいます。このほか、水などの液体の内部にはたらく内部摩擦(粘性)等もあります。, まず、右の図の様に平らなテーブルの上に物が静止している場合を考えます.この場合は、物に重力が働いているだけで、運動はしません.運動しようとする方向は下向きで、それを阻止しているのはテーブルからの垂直抗力(反発力ですね)により止まっています.この場合は重力と垂直抗力は同じ大きさです.また、この場合は,摩擦力は静止摩擦力も含めて働いていません., では、この平らなテーブルを徐々に傾けていくとどうなるでしょう?最初は止まっていますね.この場合は静止摩擦力が働いています.左の図を見てください.重力Gが下向きに働いています.さて、この力を斜面に平行な方向と斜面に垂直な方向に分解します.力の分解と合成を参考にしてください.この斜面に平行な力Fpは、この傾けたテーブルを滑ろうとする力ですね.斜面に垂直な方向の力は斜面に加わる力Ftで斜面を押し付ける力です。さて、このFtは先の平らなところにある物体のところで書いたのと同様に垂直抗力と等しくなります。この時、摩擦力Fとこの垂直抗力Ftとの比を摩擦係数μといい、下の式で表されます., さて、上の図のように、斜面で物体が静止しているときには摩擦係数は静止摩擦係数μ0と呼ばれ、このときの静止摩擦力Fs(=μ0Ft)はFpと同じ大きさになります.次に,この傾きを引き続き大きくしていきます.そうです、どんどん傾けていくとこの斜面の物体はある傾きで突然滑り出します.この角度を摩擦角θ0と言います。この摩擦角は静止摩擦係数との関係を求めてみましょう.これは、ちょっと考えれば判りますが,先に述べたように静止しているときは静止摩擦力Fsと斜面を滑ろうとする力Fpは同じなので、Fs=Fp=μ0Ftとなりますが、FpやFtは重力Gから力の分解で求められ,それぞれ、Fp=Gsinθ0、Ft=Gcosθ0ですから、, となります。物体が止まっているときは0<tanθ<μ0になります。一般に運動しているときの動摩擦係数μは静止摩擦係数μ0より小さくなり、これは、滑り摩擦でも転がり摩擦でも同じです., さて、難しい話は置いておいて、世の中から摩擦力がなくなったらどうなるか考えてみましょう。摩擦力がなくなるということは、上の話では摩擦係数μが0になるということです.. {\displaystyle A_{0}} 、 s E F と表される。このとき摩擦力の大きさは物体の質量 {\displaystyle \theta \rightarrow 0} ( °程度であるから A F とすると、摩擦力は 85 s 3 が減少することを表したものである。これらの前提から導かれる摩擦係数は, というものである。完全な清浄面( A {\displaystyle g} 日本国においては慣習的に摩擦係数との語が用いられている[44]。, 静止摩擦係数と動摩擦係数はどちらも接触している物質の組み合わせに依存する。たとえば、鋼の上に置かれた氷は摩擦係数が小さく、舗装道路の上に置かれたゴムは摩擦係数が大きい。金属同士の接触では、異種金属よりも性質の似た金属の組み合わせの方が大きい摩擦係数を持つという原則がある。つまり、真鍮を鋼やアルミニウムとこすり合わせるより、真鍮どうしをこすり合わせる方が摩擦係数は大きくなる[45]。互いに静止している接触面についての静止摩擦係数は、ほとんどの場合、同じ接触面が互いに滑っている場合の動摩擦係数よりも大きい。しかし、テフロンどうしの組み合わせのように静止摩擦係数と動摩擦係数に差がない場合もある[46]。, 乾いた物質の組み合わせでは、摩擦係数はほとんどの場合0.3から0.6までの値になる。この範囲を超える値は希少だが、たとえばテフロンは0.04という低い値を持ちうる。摩擦係数が0となるのは摩擦が全くはたらかない場合であって現実には考えにくい。摩擦係数が1より大きくなることはないという主張がしばしば見られるが、正しくない。1を超える摩擦係数は、単に物体を滑らせるのに必要な力が接触面にはたらく垂直抗力より大きいということを意味するに過ぎない。現実的には の円錐を考えるなら, のように物質によらない一定値となる。機械加工による標準的な粗さの面では F m 2 p {\displaystyle F_{2}} {\displaystyle \mu <1} の割合が上昇する。[4][28], クーロンモデルが成立する機構として、凝着説とともに古くから検討されてきた候補の一つが凹凸説である。クーロンによる議論は以下のようなものである。固体表面の微小な凹凸を、のこぎり歯のような三角形の連なりとしてモデル化する。どの三角形も高さや傾斜角 ′ は巻き角である。 {\displaystyle C} 先ほどの雪山の雪崩が起こるときや、スキー、スケートですべるのは滑り摩擦です。この 滑り摩擦力は、動きを止めようとする力なの は横方向の力によって凝着部が成長することを表すパラメータで、たとえばミーゼスの降伏条件(弾性エネルギーが限界値に達したときに塑性流動が始まるとするモデル[62])では がつり合う。つり合いの条件は, のように、荷重に比例する横方向の力が発生することになる。この場合、摩擦係数は {\displaystyle F_{1}} m 【英語】1分でわかる!「pass out」の意味・使い方・例文は?ドラゴン桜と学ぶ英語主要熟語. 動摩擦には相対運動の種類によって滑り摩擦と転がり摩擦の区別があり、一般に前者の方が後者より大きな摩擦力を生む。 また、摩擦面が流体( 潤滑剤 )を介して接している場合を 潤滑 摩擦 といい [5] [6] [7] 、流体がない場合を 乾燥摩擦 という。 m 0 ≃ W T F {\displaystyle W} α m 1 ′ g μ θ は仕事の定義通りに線積分で求められる。, 摩擦の作用によって力学系からエネルギーが失われるのは熱力学的な不可逆性の一例である。, 静止摩擦は変位を伴わないため仕事を行わない。二つの摩擦面の間の界面を基準とする座標系において、動摩擦力は常に運動の逆向きにはたらいて負の仕事を与える[82]。しかし、座標系によっては摩擦が正の仕事を行うことがある。たとえば敷物の上に箱を置き、敷物を急に引っ張ってみれば明らかである。このとき敷物を基準とすれば箱は後方に進むが、床を静止点に取った座標系では箱は前方に進む。つまり箱と敷物の間の動摩擦力は箱に運動の向きに沿った加速度を与えて正の仕事を行う[83]。, 摩擦力が行う仕事は物体の変形や摩耗、熱へと変わり、界面の性質に影響を与える(摩擦係数が変わることもある)。研磨はこのプロセスを利用している。摩擦攪拌接合のようなプロセスでは、摩擦の仕事が物質を軟化・混合させるために用いられる。機械の摺動面において、摩擦の仕事が受容できないようなレベルに達すると激しい侵食や摩耗が起きる。摺動面に微小な振動が作用したときに起きる摩耗や損傷をフレッティングという[84]。摺動面の間に硬度の高い侵食粒子が入ると摩耗や摩擦が強められる(アブレシブ摩耗)。摩擦の仕事によって過剰な摩耗が生じると軸受の焼き付きや破壊につながる可能性がある。機械部品の表面が摩耗すると、公差を超過する隙間が生じたり、表面粗さの程度が増したりして機械が作動しなくなることもある[85]。, 動摩擦がはたらいている間、摩擦面ではアスペリティの突端ともう一方の面との間で凝着と破断が繰り返されている。破断の時に放出される熱エネルギーが微小な接触部に集中することで、閃光温度と呼ばれる瞬間的な高温が生まれる。その温度は500 - 800℃と言われ、10-4 sほど持続した後、周辺に散逸する[10][25]:76。, ベルト摩擦(英語版)とは、プーリーにかけたベルトやボラードに巻き付けたロープにはたらく摩擦力をいう。プーリーにかけたベルトの一端を引っぱるとき、もう一端に伝わる張力はプーリーから受ける摩擦力によって弱まっている。この張力はキャプスタン方程式, を用いてモデル化される[25]:230-231。ここで s {\displaystyle 0