摩擦力は3種類あると考えましょう！（①静止摩擦力②最大摩擦力③動摩擦力、静止摩擦力を求めるときに静止摩擦係数を使ってはいけない理由についても解説しています）

（１）解説授業動画

☆YouTubeチャンネルの登録をよろしくお願いします→大学受験の王道チャンネル

今回は3種類の摩擦力について解説します。

摩擦力が3種類あるといわれると多くの人は、「いや、摩擦力は静止摩擦力と動摩擦力の2種類しかないのではないか」と思うでしょう。

しかし、問題を解く上では摩擦力は3種類あると考えるべきです。その3種類とは静止摩擦力と最大摩擦力と動摩擦力の3種類です。

静止摩擦力をf、最大摩擦力をf₀、動摩擦力をf’としたとき、
①最大摩擦力f₀は、静止摩擦係数μに垂直抗力Nをかけたもの（f₀=μN）となり、
②動摩擦力f’は、動摩擦係数μ’に垂直抗力Nをかけたもの（f’=μ’N）となります。

つまり、最大摩擦力と動摩擦力は垂直抗力に比例します。

しかし、③静止摩擦力fは、最大でないときは垂直抗力に比例しません。

つまり静止摩擦力は、最大のときのみ垂直抗力に比例し、最大でないときは垂直抗力に比例しないのです。そのため、この2つを区別するために、③最大でないときの静止摩擦力と①最大のときの静止摩擦力を分けて、3種類の摩擦力と考えるべきなのです。

例えば、下の図のように荒い床の上に物体を置き、fの力を物体に加えたとしましょう。このとき物体には、fに加えて重力と垂直抗力と摩擦力が働きます。

この物体が動いていないときの摩擦力を考えてみると、f＝μNあるいはf＝μmgとはなりません。

なぜなら動いていないときは、静止摩擦力が働いており、静止摩擦力は垂直抗力に比例しないため、このように書くことができないのです。

そのため静止摩擦力を求めたい場合は、つり合いの式から求めるしかありません。最大ではない静止摩擦力を求めるときに、静止摩擦係数を使ってしまう人がよくいるので注意してください。

ちなみに、この状況でfをどんどん大きくしていき、物体が動き出す瞬間の摩擦力を求める場合は、最大摩擦力なのでμNあるいは、今回はN＝mgなのでμmgとなります。

またfをさらに大きくして、物体が動いているときに加わる摩擦力は動摩擦力なので、μ’Nあるいはμ’mgとなります。

摩擦を考えるときは問題文をよく読み、今働いている摩擦力は、静止摩擦力なのか最大摩擦力なのか動摩擦力なのかを考えて式をたてるようにしてください。