机でできる! 静止摩擦係数の測定方法

滑った瞬間 力学

今回は、静止摩擦係数の簡単な測定についてお話しします。

何か設計をする際に静止摩擦係数を知りたくなることがしばしばありますが、基本的にデータはグーグルで検索をしても見つかりません。

それは、静止摩擦係数の値は、その対象物が置かれている状況が少し異なるだけ、値が大きく異なるためです。

しかし、「せめて目安だけでも知りたい」という場合もあります。そんなとき、実は机の上で簡単に測定をすることができるのです。

例えば、金属の板と樹脂の部品との最大静止摩擦係数を測定してみましょう。
用意するものは次の通りです。

  • 金属の板(100mm四方ぐらいのサイズで十分です)
  • 樹脂の部品(数十mm程度の大きさで十分です)
  • 油性ペン
  • ものさし

手順は以下の通りです。

①机の上に金属の板を置く

②金属の板の真ん中あたりに、油性ペンで印をつける

③印をつけた場所に樹脂の部品をのせる

準備

④金属の板の片端を机に付けたまま、もう方端を徐々に上げて、金属の板を徐々に傾ける

傾ける

⑤以下の図のAとBの長さを、ものさしで測る

滑った瞬間

⑥A/Bを計算したら、その値が静止摩擦係数となります。

静止摩擦係数

このように、静止摩擦係数は、簡単に測定することができます。
測定はある程度ばらつくものですが、測定回数を増やし、統計的にデータを整理することで、測定値の信頼性を向上させることができます。

尚、静止摩擦係数は、
材質の組合せだけではなく、それぞれの部品の表面の粗さなどにも影響されるため、実際に使用するものと同様の部品を用意することをオススメします。

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