質量に比例する力 と 力係数
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2024.11.18
物質の質量 に 比例する力:
重力
静止重量力
衝突重量力
垂直抗力( 重力量の反作用 )
静止摩擦力
動摩擦力
力係数( 筆者による造語 )の種類:
重力係数
静止重量力係数
衝突重量力係数
傾斜垂直抗力係数
傾斜最大静止摩擦係数
傾斜動摩擦係数
物質の質量に比例する力 の大きさは次の式で表さすことにします。
力の大きさ = 力係数 × 質量 × g
※ g は 重力加速度 およそ 9.80665 m/s2
物質の質量( m kg )に 比例する力( 比例係数を k とする )が その物質に作用したときに、その物質には大きさ k m/s2 の加速度が生じます。
F = k m
a = F / m = k = ( k / g ) × g
k / g を「力係数」とします。物質に力が作用するとその物質は加速度運動をしますが、物質の質量に比例する力 が その物質に作用したときにその加速度が 重力加速度( g )の何倍になるのか? それが「力係数」です。
月面の重力係数 = 0.1657
月面での重力加速度 = 1.6249 なので、 F = 1.6249 m
a = F / m = 1.6249 = ( 1.6249 / 9.80665 ) × g = 0.1657 g
静止重量力係数 = 1
F = m g
a = F / m = g
衝突重量力係数 = a / g
F = m a
a = F / m = a = ( a / g ) × g
※ この係数は衝突してくる物質の形状や速度によっても異なります。
傾斜垂直抗力係数 = cos θ ( θ は傾斜角 )
F = m g cos θ
a = F / m = cos θ × g
※ θ = 0 のとき、傾斜垂直抗力係数 = 1
傾斜最大静止摩擦係数 = μ cos θ ( θ は傾斜角 )
F = μ m g cos θ
a = F / m = μ cos θ × g
※ θ = 0 のとき、傾斜最大静止摩擦係数 = 最大静止摩擦係数
傾斜動摩擦係数 = μ' cos θ ( θ は傾斜角 )
F = μ' m g cos θ
a = F / m = μ' cos θ × g
※ θ = 0 のとき、傾斜動摩擦係数 = 動摩擦係数