オーモロー!摩擦力を実際に測ってみると…!

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摩擦力をはかってみよう!

今日は最大摩擦力に関する実験についてご紹介します。摩擦力というと、f=μNという公式を思い浮かべるかもしれません。μが静止摩擦係数で、Nが垂直抗力ですね。間隔として摩擦力が重さに比例するということはわかっていても、面との状態を示すμがこのような式で示されるのかは疑わしいところです。

そこで行いたいのが次の実験です。よく教科書にものっている実験ではありますが、本校のI先生が準備をしていただき、実際にやってみたら感動をしましたので、ご紹介します。

科学のレシピ

用意するもの

木箱(約120g)、おもり小(約50g)、おもり大(約100g)、ばねばかり、やすり、木の板、つるつるのプラスチックシート

方法

① ばねばかりを水平にしたときに値が0Nになるように調整します。

実験1

② 木箱にやすりをつけて、やすりの面をしたにして木の板の上においてばねばかりでゆっくりひきます。

③ 木箱が動き出す直前の最大摩擦力を測定します。

④ 木箱におもり小をいれて②〜③を行います。

⑤ 木箱におもり大を入れて②〜③を行います。

実験2

⑥ 木の板からプラスチックシートに変えて、面の状態を変えて、同じ実験を行います。

結果

実際に実験をすると、次のようになりました。静止摩擦係数を計算すると、木箱の重さが変わってもあまり変化しないのがわかります。 

また実験2をみてみると、静止摩擦係数が大きく変化したことがわかります。

やはり実際に試してみると、納得感も違いますし、またμNと表されるということが不思議に思いますね。摩擦力は細かく見ていくと、はわかっていないところもあるので、実際に試しておきたい実験であると思っています。

実験時間も15分もあればできるので、お試しください(^^)

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プロフィール

桑子 研
桑子 研理科教師。全国で教員向けの物理実験講座、ICT活用講座、子供向けの科学実験講座、時短セミナーなどを行っている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)など10冊。

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