摩擦力の実験

末っ子が学校の授業で摩擦力の勉強をしています。

摩擦力はF=μNで表されます。
μは摩擦係数、Nは垂直抗力(重さ)です。
ふむふむ、と思っていたのですが、ちょっと待てよ。
そこに接触面積は関係ないのか?という疑問が出てきました。
ようするに、長方形の箱を横置きで引っ張っても、縦置きに引っ張っても床面と接触する面積は違うのに、摩擦力は同じってこと?
摩擦なんだから接触する面積が大きいほど抵抗が大きくなるんじゃないの?
疑問が湧いてきました。
と、いうわけで子供と一緒に実験してみました。
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ペットボトルの入ったダンボールの箱を横置き、縦置きにして紐で引っ張ります。
引っ張るところにバネ計りを使って荷重を測定します。
結果、、、
どちらの引っ張り荷重(摩擦力)も同じでした!
調べてみると「摩擦力はみかけの接触面積とは関係がない」とのことでした(分子レベルでは違うようです)。
摩擦力の世界も奥が深いようで、まだまだ解明されていないことがたくさんあるようです。
不思議、とても興味深いです。
ついでに垂直抗力と比例関係にあるかも調べてみました。
箱の上に図鑑を2冊ずつ載せて、摩擦力を測定しました。
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結果、見事に比例関係が見られました。
この相関式を利用すると箱の上に人を載せて摩擦力を測定して、逆算で体重が割り出せます。
家族みんなの分で検証済みです(笑)。
自由研究ネタでした。
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