動摩擦係数は何ですか？

動摩擦係数は、滑り摩擦の力を計算するために使用される材料特性に基づく単位のない変数です。 剛体の古典力学に適用できます。 動摩擦係数にオブジェクトの法線力を掛けると、動摩擦力が得られます。 したがって、動摩擦は、材料特性とオブジェクトに対する垂直力のみに依存します。

動摩擦係数は、古典力学の概念であり、実験的観測から生成された理論の一部であることに注意することが重要です。 古典力学の大部分は、17世紀にイギリスの物理学者アイザックニュートンと彼の同時代人によって開発されました。 主題は、比較的低速で動く大きな物体の相互作用を扱います。 特に、剛体の古典力学がこの係数に適用されます。 古典力学のこのサブディシプリンは、2つの固体が互いに滑り合うことによって生じる摩擦を説明でき、流体によって生成される力を無視します。

この領域内で、動摩擦係数は非常に正確な予測を提供できます。 流体を考慮する場合、流体力学の分野を導入する必要があります。 関連するスケールが非常に小さい場合、量子力学は関連する合併症に対処できます。

動摩擦によって生成される力は、2つの変数の積に等しくなります。 最初は動摩擦係数、2番目は法線力です。 法線力とは、オブジェクトの表面によって提供される力で、他のオブジェクトがその中を移動しないようにします。 重力の場合、地面からの垂直方向の力がオブジェクトの落下を防ぎます。 力は常に地面と接触している物体の重力に等しい。 したがって、重力は垂直力によって正確にキャンセルされるため、オブジェクトは静止したままになります。

動摩擦の公式には、オブジェクトの速度やサイズは含まれません。 これは、スライドするオブジェクトの摩擦力が、そのオブジェクトの移動速度に依存しないことを意味します。 箱にかかる摩擦力は、1時間あたり2マイルまたは1マイルあたり1マイルまたは1キロメートルでスライドしても同じです。 同様に、力は地面と接触するオブジェクトの領域に依存しません。 箱が平らで幅が広いか、背が高くて薄いかは同じです。

動摩擦係数自体は、関係する材料の経験的特性です。 これは、どの材料が2つの接触面を構成するかだけの問題であることを意味します。 さらに、このような係数は理論ではなく実験から導出されます。 動摩擦係数は通常、下付き文字kのギリシャ文字muで表されます。

同一の材料が与えられた場合、動摩擦による力は、オブジェクトに適用される法線力のみに依存します。 地球の表面に重力がある場合、力は物体の質量にのみ依存します。 重いオブジェクトは、軽いオブジェクトよりも比例して滑り摩擦が大きくなります。