理科学習指導資料高等学校「理科2」の指導-015/139page

[その2]　摩擦角を利用する方法

(1)方法

　1)斜面上に木片Rをのせ,輪軸Q を静かに回転させることにより,傾斜をしだいに大きくしていく。
　2)ちょうどすべりだすときの傾斜角θの正接が,静止摩擦係数μである。
　　OA を 50cm とすると, μ＝tanθ＝l /50 ,したがって, μ＝2 l/100 で求められる。

図5

(2)結果と考察

　1)斜面上の物体にはたらく力から,静止摩擦係数が摩擦角θの正接で表されることを証明せよ。
　2)斜面上にガラス板をのせたり,ガラス板に油をぬって同様に測定し,それぞれの静止摩擦係数を求め,それのもつ意味を考える。

図6

＼回	1	2	3	4	5	平均
l	27.5	26.8	26.3	27.0	27.4
2l／100	0.55	0.54	0.53	0.54	0.55	0.54

　<研究>　一様にざらざらした斜面に,下図のように直方体状の物体(密度および接触面は均一)が,斜面との間に働く摩擦力によって,すべりおちずに静止している。この物体にはどんな力が働いているか,物体と斜面との間に働く摩擦力と,物体に働く重力とが図のようにあらわされるとするとき,そのほかこの物体に働く力があれば,図のなかに書き入れよ。