滑り摩擦は、より一般的には動摩擦と呼ばれ、互いに通過する2つの表面の滑り運動に対抗する力です。 対照的に、静摩擦は、互いに押し付けているが、互いに対してスライドしていない2つの表面間の摩擦力の一種です。 （椅子が床を滑り始める前に椅子を押すことを想像してみてください。 スライドが始まる前に加える力は、静止摩擦によって対抗されます。）
通常、すべり摩擦は静摩擦よりも抵抗が少ないため、オブジェクトをスライドさせ続けるよりも、オブジェクトをスライドさせ始めるために強く押す必要があることがよくあります。 摩擦力の大きさは、法線力の大きさに正比例します。 法線力は、その方向に加えられている他の力を打ち消す、表面に垂直な力であることを思い出してください。
比例定数は摩擦係数と呼ばれる無次元量であり、接触面によって異なります。 （この係数の値は通常、表で調べられます。）摩擦係数は通常、ギリシャ文字で表されます。μ下付き文字付きk動摩擦を示します。 摩擦力の式は次の式で与えられます。
F_f = \ mu_kF_N
どこFNは法線力の大きさであり、単位はニュートン（N）であり、この力の方向は運動の方向と反対です。
転がり摩擦の定義
転がり抵抗は、転がり摩擦と呼ばれることもありますが、接触している2つの表面が互いに押し付けようとする結果ではないため、正確には摩擦力ではありません。 これは、転がる物体と表面の変形によるエネルギー損失から生じる抵抗力です。
ただし、摩擦力と同様に、転がり抵抗の大きさは正比例します。 法線力の大きさに、比例の定数はの表面に依存します 連絡先。 一方μr係数に使用されることもありますが、より一般的に見られますCrr、転がり抵抗の大きさの式を次のようにします。
F_r = C_ {rr} F_N
この力は、運動の方向と反対に作用します。
すべり摩擦と転がり抵抗の例
典型的な物理学の教室で見られるダイナミクスカートを含む摩擦の例を考えて比較してみましょう 3つの異なる角度で20度傾斜した金属トラックを移動する加速度 シナリオ：
シナリオ1：カートはトラックを滑り落ちることなく自由に転がるので、摩擦や抵抗力がカートに作用することはありません。
まず、自由体図を描きます。 真下を指す重力と、表面に垂直を指す法線力だけが作用します。
正味の力の方程式は次のとおりです。
F_ {netx} = F_g \ sin {\ theta} = ma \\ F_ {nety} = F_N-F_g \ cos（\ theta）= 0
すぐに、加速度の最初の方程式を解き、値をプラグインして答えを得ることができます。
F_g \ sin {\ theta} = ma \\ \ implies mg \ sin（\ theta）= ma \\ \ implies a = g \ sin（\ theta）= 9.8 \ sin（20）= \ boxed {3.35 \ text { m / s} ^ 2}
シナリオ2：カートがトラックを滑り落ちることなく自由に転がるときに、転がり抵抗がカートに作用します。
ここでは、転がり抵抗係数を0.0065と想定します。これは、 論文 アメリカ海軍兵学校から。
これで、自由体図には、軌道上で作用する転がり抵抗が含まれます。 正味の力の方程式は次のようになります。
F_ {netx} = F_g \ sin {\ theta} -F_r = ma \\ F_ {nety} = F_N-F_g \ cos（\ theta）= 0
2番目の方程式から、次の式を解くことができます。FN、結果を最初の方程式の摩擦式に代入し、次のように解きます。a:
F_N-F_g \ cos（\ theta）= 0 \は、F_N = F_g \ cos（\ theta）\\ F_g \ sin（\ theta）-C_ {rr} F_N = F_g \ sin（\ theta）-C_ {rr}を意味します F_g \ cos（\ theta）= ma \\\は\ cancelを意味します mg \ sin（\ theta）-C_ {rr} \ cancel mg \ cos（\ theta）= \ cancel ma \\\はa = g（\ sin（\ theta）-C_ {rr} \ cos（\ theta）を意味します ）= 9.8（\ sin（20）-0.0065 \ cos（20））\\ = \ boxed {3.29 \ text {m / s} ^ 2}
シナリオ3：カートの車輪は所定の位置にロックされており、動摩擦によって妨げられてトラックを滑り落ちます。
ここでは、0.2の動摩擦係数を使用します。これは、金属上のプラスチックについて通常リストされている値の範囲の中央にあります。
私たちの自由体図は、傾斜に作用する滑り摩擦力であることを除いて、転がり抵抗の場合と非常によく似ています。 正味の力の方程式は次のようになります。
F_ {netx} = F_g \ sin {\ theta} -F_k = ma \\ F_ {nety} = F_N-F_g \ cos（\ theta）= 0
そして再び私たちは解決しますa同様の方法で：
F_N-F_g \ cos（\ theta）= 0 \は、F_N = F_g \ cos（\ theta）\\ F_g \ sin（\ theta）-\ mu_kF_N = F_g \ sin（\ theta）-\ mu_kF_g \ cos（\ theta）を意味します ）= ma \\\は\ cancelを意味します mg \ sin（\ theta）-\ mu_k \ cancel mg \ cos（\ theta）= \ cancel ma \\\はa = g（\ sin（\ theta）-\ mu_k \ cos（\ theta））= 9.8（ \ sin（20）-0.2 \ cos（20））\\ = \ boxed {1.51 \ text {m / s} ^ 2}
転がり抵抗による加速度は摩擦のない場合に非常に近く、滑り摩擦の場合は大きく異なることに注意してください。 これが、ほとんどの状況で転がり抵抗が無視されている理由であり、ホイールが素晴らしい発明であった理由です！