静止摩擦
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/02/15 01:23 UTC 版)
斜面に置かれたブロックが受ける力ベクトルの図解。 F {\displaystyle F} が摩擦力、 N {\displaystyle N} は垂直抗力、 W {\displaystyle W} は重力である。静止摩擦ではこれらの三力がつり合っている。 静止摩擦の支配的なモデル式は以下である:139。 F ≤ μ N {\displaystyle F\leq \mu N} それぞれの記号の意味は以下の通りである。 F {\displaystyle F} はそれぞれの接触面が互いに及ぼし合う摩擦力の大きさである。この力は面に対して並行で、外から加えられた力と逆向きにはたらく。 μ {\displaystyle \mu } は静止摩擦係数と呼ばれる比例定数である。後述の動摩擦係数と合わせて摩擦係数と呼ぶ:1266。クーロンモデルでは、静止摩擦係数は接触する二つの物質によって決まる経験的なパラメータである。多くの場合、静止摩擦係数は動摩擦係数よりも大きい。 N {\displaystyle N} はそれぞれの接触面が互いに及ぼし合う、面に対して垂直な力（垂直抗力）である（後の項参照）。 クーロンモデルにおいて、静止摩擦力 F {\displaystyle F} はゼロから最大値 μ N {\displaystyle \mu N} までのいかなる大きさでも取りうる。その方向は、摩擦がなければその物体が動いたであろう方向の逆向きになる。つまり、物体を動かすような外力が加わったとき、静止摩擦力は外力をちょうど打ち消して摩擦面に相対的な運動が起きないようにする。外力を大きくしていくと、それを打ち消すために摩擦力も上昇していく。 物体に運動を行わせるには、外力があるしきい値を超えなければならない。クーロンの式から分かるのは摩擦力の大きさではなくそのしきい値 μ N {\displaystyle \mu N} （静止摩擦係数と垂直抗力の積）である。摩擦力の大きさはしきい値を越えられないため、外力がそれを超えると力のつり合いが破れて運動が始まり、その時点から動摩擦がはたらきはじめる。しきい値は最大静止摩擦力と呼ばれる。動き出す直前に最大静止摩擦力が生じている状態 F = μ N {\displaystyle F=\mu N} を極限つり合いの状態と呼ぶ。
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