なつ さんの書込 (2006/07/04(Tue) 23:08)

大学で物理を習っているものです．この問題が解けないので教えてください． 質量１トンの自動車が時速７２km/sで走っています． ?路面とタイヤの静止摩擦係数は0.6，どう摩擦係数は0.4であった．ブレーキはタイヤにどのような力を与えられるものとすると，制動力の最大値はいくらか？ 重力加速度は10m/ss ?4000nの制動力をかけると，車は何メートル走ってとまりますか？？

mNeji さんのレス (2006/07/05(Wed) 02:24)

始めまして．

重心とタイアの位置，重心に付いての慣性能率がわからないと解けないのでは？

(さらにタイアと車体とのバネ定数みたいな量を考えないと静止摩擦係数の出番がないようにも思えます．) ←削除

やはり，出題者の方に，問題をどう考えるべきかの開示を求めるのが全てに優先しませんか？

追伸：

タイトルには，具体的な名称を付けてくださいね．

ZIG さんのレス (2006/07/07(Fri) 00:40)

安直に求めるのであれば １，動摩擦係数×車体の質量×重力加速度＝車体に働きうる最大の摩擦． （車輪一つにかかる力や車体の各部にかかる力を求めるわけではないので質点として扱ってもいいかと思います． ２，摩擦力（制動力）×力がかかる距離＝摩擦力がした仕事 これが車体の持つ運動エネルギーに等しくなった時車体は止まります．

mNeji さんのレス (2006/07/07(Fri) 01:48)

と仮定すると，静止摩擦係数の出番がなくなってしまいませんか？

CO さんのレス (2006/07/07(Fri) 03:43)

> と仮定すると，静止摩擦係数の出番がなくなってしまいませんか？

もしかすると，「静止摩擦係数と動摩擦係数の違いが分かってるかな？」という問題なのかもしれないですね． 与えられた条件を全て使わなくても解けるようになっているのかもしれません．

mNeji さんのレス (2006/07/07(Fri) 10:11)

なつさん：

先ほど，検討する時間があったのですが，自分は考え違いをしていた様なのでご連絡します．

で，今，こちらを拝見したら，COさんのコメントがあり，さらにZIGさんのコメントを拝見して，私の最初の意見が間違っていたのだと，最確信しました．

簡単に流れを説明します．自動車がブレーキをかけると，地面からタイアに後ろ向きの抗力(恐らく動摩擦係数で表せる)を受けます．この力は，重心から離れているので，左右方向を軸とする力のモーメント(ピッチング・トルク)を発生します．それにより，車体には角運動量の時間変化を生じ，少なくとも前方タイアの加重が増加し，同様に後方タイアの加重が減少すると考えました．

定量的には，上記の現象は間違いないとおもいます．ミスしたのは，前方のタイアへの加重増加によって「擦係数が動摩擦係数→静止擦係数へ変化するはずだ」と思い込んだことです．

いま考えてみると，車輪のばあい，通常走行じには「転がり摩擦」が主で，ブレーキ中は動摩擦係数で，最後に静止する直前に静止擦係に変わるのでしょうが，走行中には摩擦係数は一定と考える方が妥当だとおもいます．

以上，誤った回答をしたことをお詫び申し上げるとともに，回答を取り下げさせていただきます．

ｙama さんのレス (2006/07/07(Fri) 14:37)

ブレーキをかけてもタイヤがスリップせずに回転している間は，接触面におけるタイヤと路面との相対速度は0なので，静止摩擦力がはたらきます．これはころがり摩擦力とは別のものです． ブレーキを強くかけすぎると，タイヤがスリップして，タイヤと路面との間に相対速度が生じます．このときは動摩擦力がはたらきます． 前輪はスリップしないで，後輪だけスリップすることもあるので，それを考えるとややこしくなりそうですが・・・瞬間的な最大摩擦力だけ考えるのなら関係ないかも・・・．