さるぶつ道場 力のつりあい解答
斜面上の物体にはたらく摩擦力
問題はこちらです．
張力の大きさにより，摩擦力の大きさと向きが変化することに注意しましょう．また，静止摩擦力，最大摩擦力，動摩擦力の違いを意識して値を求めましょう．
$${T=0}$$ のとき，図1のように摩擦力は正方向です．重力の斜面に平行な成分 $${mg\sin \theta}$$ と静止摩擦力 $${f}$$ がつりあっているので，
$${f-mg\sin \theta=0}$$
より，
$${f=mg\sin \theta}$$
$${T < mg\sin \theta}$$ のとき，図2のように静止摩擦力は正方向です．このとき力のつりあいは，
$${T+f-mg\sin \theta=0}$$
と表されるので，
$${f=mg\sin \theta -T}$$
$${T = mg\sin \theta}$$ のとき，図3のように摩擦力は0です．
$${T > mg\sin \theta}$$ のとき，図4のように静止摩擦力は負方向です．さらに，$${T = mg\sin \theta+ \mu mg\cos \theta}$$ のとき，摩擦力は最大摩擦力 $${f=-\mu mg\cos \theta}$$ に達するので，物体は斜面上方へ動きはじめます．物体が運動を始めると，張力にかかわらず，物体には負方向に動摩擦力 $${f=-\mu' mg\cos \theta}$$ がはたらきます．
詳しい説明はテキストか，下の動画を参考にしてください．
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