1543 熊原 氏の全国にうんちくをさらけ出すブログ

摩擦力の発生する理由について考えました。

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摩擦力は、2つの面の間の凝着の発生と破壊によるものと、柔らかい材質側を変形させる力によるもの両方が関係していると思われる。摩擦係数は、金属どうしで0.4ぐらいであるが、固体潤滑材（2硫化モリブデン・グラファイト）では、0.2程度まで低下する。固体潤滑材は、きわめて壊れやすい構造をもった、材料であることが摩擦力の低減に有効である。

摩擦力の発生の背景にはクーロン力というものがある。概念的には次の様なことである。

物体と面の間に摩擦力が起きるとき、明らかに物体と面は接触している。この物体を構成しているのは何万個もの原子であり、また、もちろん物体と接触している部分の面も原子で構成されている。 これらの物体の原子と面の原子同士がお互いにクーロン力によって引っ張り合う。これが摩擦力及び静止摩擦力を引き起こす原因である。また、物体が動き出すのは、このクーロン力が切れてしまうからである。このことから動いている物体と面の間に働く摩擦力は常に一定だということが分かる。』という見方もあるが、摩擦力がクーロン力のよい事例であるかどうかは疑問である。

定性的には、2種類の金属間のいわゆる乾燥摩擦状態での、摩擦係数を比較する実験からは、原子間距離の近い金属の組合せの摩擦係数が大きいなどの結果がある。

なお、クーロンの摩擦法則は、現在の科学技術レベルから見ると、「限られた範囲でのみ成立する経験則」と理解するのが無難である。ハードディスクドライブのメディアなど、極端に平滑な表面では上の（2）は成り立たないし、比較的狭い速度範囲でも（4）が成り立たない（従って（1）も成り立たない）のは良く経験される事実である。

引用『ウィキペディア（Wikipedia）』