アイデア数理塾 京の算数学問題#836
算数学コラム
みなさんこんにちは！京都市中京区で塾を運営しております。油谷拓哉（ゆたに たくや）です！
今日は「摩擦係数」について簡単に解説していきます！
物理にはたくさんの公式が出てきて難しいと感じるかもしれませんが、イメージをつかむことで理解しやすくなりますよ。さっそく摩擦の基本から見ていきましょう！
そもそも摩擦って何？
摩擦とは、物体に力を加えたとき、その力と逆向きに発生する力のことです。
これは物理の「作用・反作用の法則」と関係しています。
たとえば、机の上に置いてあるティッシュの箱を軽く押すと少し滑って止まりますよね。
これは、押す力に対して反対方向に働く摩擦の力が作用しているからです。
また、体育館でスライディングをして足を火傷しそうになるのも摩擦が原因です！
摩擦の種類
摩擦には大きく3種類あります。
1. 静止摩擦力：物体が止まっているときに働く力。
2. 最大静止摩擦力：物体が動き始める瞬間に働く力。
3. 動摩擦力：動いている物体に働く力。
このように、物体が止まっているときと動いているときでは摩擦の種類が異なります。
摩擦係数とは？
摩擦係数は「どれだけ滑りにくいか」を表す数値です。
数値が大きければ滑りにくく、小さいほど滑りやすくなります。
摩擦係数には2種類あり、
静止摩擦係数：止まっている物体の摩擦の大きさを示す。
動摩擦係数：動いている物体の摩擦の大きさを示す。
公式は以下の通りです：
F = μ×N
F：摩擦力
μ：摩擦係数
N：垂直抗力
静止している物体の場合は静止摩擦係数を、動いている物体の場合は動摩擦係数を使います。
ただそれだけです！シンプルですよね。
摩擦係数の求め方
摩擦係数の求め方は公式に当てはめるだけです。
μ = F/N
ここで重要なことは、摩擦係数には単位がないという点です。
公式の計算に単位がないと少し不思議な感じがするかもしれませんが、摩擦係数は物理的な量ではなく、数値としてそのまま扱われます。
問題を解いてみよう！
次に、具体的な例題を見てみましょう。
問題
質量5.0kgの金属ブロックが水平の床の上に置いてあります。重力加速度を9.8(m/s²)としたとき、物体に右向きに5Nの力を加えても静止したままでした。このときの静止摩擦力を求めなさい。また、物体が動くには水平に何Nの力で引けばよいでしょうか？金属ブロックの静止摩擦係数を0.7とします。
解答
1. 垂直抗力 Nを求める
物体にかかる垂直抗力は物体の質量に重力加速度を掛けたものです。
N = mg = 5.0 × 9.8 = 49N
2. 静止摩擦力を求める
物体に右向きに5Nの力を加えても動かなかったので、左向きに5Nの力（静止摩擦力）が働いていることになります。この時の静止摩擦力は5Nです。
3. 最大静止摩擦力を求める
最大静止摩擦力 \( F_0 \) は以下の公式で求められます。
F0 = μ×N = 0.70 × 49 = 34.3N
つまり、金属ブロックを動かすためには、少なくとも34.3Nの力を加える必要があります。
物理って、公式に当てはめていくと意外とスッキリしますよね！
こうした問題を解きながら、物理の面白さを感じてみてください。
以上！京都市中京区のアイデア数理塾 油谷拓哉（ゆたに たくや）がお届けいたしました！
算数好きあつまれ〜！
京の算数学 解答#836
