239cal) となります。また、1Jは1Wの出力を1秒与えたという定義です。 なお上記で説明したトルクも同じ単位ですが、両者は異なります。回転運動体の仕事は、力に対して回転距離[rad]をかけたものになります。 電気の分野ではkWhが仕事(電力量)となり、1kWの電力を1時間消費した時の電力量を1kWhと定義し、以下の式で表すことができます。 <単位> 1J =1Ws = 0. 239[cal] 1kWh = 3. 6 × 10 6 [J] ■仕事とエネルギーの違い 仕事と エネルギー はどちらも同じ単位のジュール[J]ですが、両者は異なるもので、エネルギーは仕事をできる能力です。 例えば、100Jのエネルギーを持った物体が10Jの仕事をしたら、物体に残るエネルギーは90Jとなります。また逆もしかりで、90Jのエネルギーを持つ物体に更に10Jの仕事をしたら、物体のエネルギーは100Jになります。
静止摩擦力と最大摩擦力と動摩擦力の関係 ざらざらな面の上に置かれた物体を外力 F で押しますよ。 物体に働く摩擦力と外力 F の関係はこういうグラフになりますね。 図12 摩擦力と外力の関係 動摩擦力 f ′は最大摩擦力 f 0 より小さく、 f 0 > f ′ f 0 = μ N 、 f ′= μ ′ N なので、 μ > μ ′ となりますね。 このように、動摩擦係数 μ ′は静止摩擦係数 μ より小さいことが知られていますよ。 例えば、鉄と鉄の静止摩擦係数 μ =0. 70くらいですが、動摩擦係数 μ ′=0. 50くらいとちょっと小さいのです。 これが、物体を動かした後の方が楽に押すことができる理由なんですね。 では、一緒に例題を解いて理解を深めましょう! 例題で理解!
後から出てくるので、覚えておいてくださいね。 それから、摩擦力と垂直抗力の合力を『 抗力(こうりょく) 』と言い、 R (抗力"reaction"に由来)で表しますよ。 つまり、摩擦力は抗力の水平成分で、垂直抗力は抗力の垂直成分なんですね。 図5 摩擦力と垂直抗力と抗力 摩擦力の基本が分かったところで、いよいよ3種類の摩擦力について学んでいきましょう。 まずは『 静止摩擦力 』からです!
最大摩擦力と静止摩擦係数 図6の物体に加える外力をどんどん強くしていきますよ。 物体が動かない間は、加える外力が大きくなるほど静止摩擦力も大きくなりますね。 さて、静止摩擦力はずーっと永遠に大きくなり続けるでしょうか? そんなことありませんよね。 重い物体でも、大きい力を加えれば必ず動き出します。 この「物体が動き出す瞬間」の条件は何なのでしょうか? それは、 加える外力が静止摩擦力を越える ことですね。 言い換えると、 物体に働く静止摩擦力には最大値がある わけです。 この静止摩擦力の最大値が『 最大(静止)摩擦力 』なんですね。 図8 静止摩擦力と最大摩擦力 f 0 最大摩擦力の大きさから、物体が動くか動かないかが分かりますよ。 最大摩擦力≧加えた力(=静止摩擦力)なら物体は動かない 最大摩擦力<加えた力なら物体は動く さて、静止摩擦力の大きさは加える力によって変化しましたね。 ですが、その最大値である最大摩擦力は計算で求められるのです。 最大摩擦力 f 0 は、『 静止摩擦係数(せいしまさつけいすう) 』と呼ばれる定数 μ (ミュー)と物体に働く垂直抗力 N の積で表せることが分かっていますよ。 f 0 = μ N 摩擦力の大きさを決める条件 は、「接触面の状態」×「面を押しつける力」でしたね。 「接触面の状態」は、物体と面の材質で決まる静止摩擦係数 μ が表します。 静止摩擦係数 μ は、言ってみれば、面のざらざら具合を表す定数ですよ。 そして、「面を押しつける力の大きさ」=「垂直抗力 N の大きさ」ですよね。 なので、最大摩擦力 f 0 = μ N と表せるわけです。 次は、とうとう動き出した物体に働く『 動摩擦力 』を見ていきます! 物体にはたらく力の見つけ方-高校物理をあきらめる前に｜高校物理をあきらめる前に. 動摩擦力と動摩擦係数 加えた外力が最大摩擦力を越えて、物体が動き出しましたよ。 一度動き出すと、動き出す直前より小さい力でも動くので楽ですよね。 ということは、摩擦力は消えてしまったのでしょうか? いいえ、動き出すまでは静止摩擦力が働いていたのですが、動き出した後は『 動摩擦力 』に変わったのです!
――次に巨大津波が来るとしたら、いつなんでしょうか? 飯沼「『巨大津波が来る』などと言ったら、『嘘を言っている』というように、袋叩きに遭うから言いたくないんです。だから、次にいつ巨大津波がやって来るのか、分かっていても言いたくない。だけど、今度大きな災害が来たら、東京も仙台もダメになるというのは分かっているんですがね……」 (取材・文=白神じゅりこ)
2011年3月11日。東日本大震災で発生した津波は、海から福島、宮城、岩手の3県を流れる175の河川を遡上した。陸地より早い速度で進み、堤防を乗り越えていく"河川津波"。多くの命を奪った新たな津波の脅威を、専門家とともに分析した。 内陸部を襲う"時速40キロ" 河川津波の脅威 宮城、岩手を流れる北上川。あの日、津波は、河口から49キロ上流まで遡上。被害は、河口から12キロ付近まで及んだ。川を遡上し、多くの家を押し流した「河川津波」。 川や海の津波による流域の犠牲者は、石巻市の北上総合支所、大川小学校などを含め600人を越えた。 「まさかって思うじゃないですか。(津波で)川が氾濫するとか全然、頭にないので」(河川津波の目撃者) いったい、北上川で何が起きていたのか。 集落を襲った津波のデータや目撃証言などをもとに専門家が再現したところ、津波が河口に到達したのは、地震発生からおよそ40分後。押し寄せた大量の水が河口に到達し、流れ込んだ。その量は1秒間に、およそ13万立方メートル。北上川の平均的な量の600倍に上っていた。そのときの北上川の様子を捉えた映像では、速度は時速40キロ。遮る物がない川のなかで、陸地を進む津波の1.
北海道から沖縄県まで5000地点以上の津波の痕跡を測定した分布図。暖色の線は津波の浸水高、寒色は遡上(そじょう)高を表す[津波合同調査グループ提供] ◎沿岸300キロで20メートル超=震災の津波、5000地点調査-研究者ら 東日本大震災で、津波工学や地球物理学の研究者らでつくる津波合同調査グループは7月16日、大阪府高槻市の関西大で報告会を開き、高さ20メートル以上の津波が、岩手・宮城両県沿岸部の約300キロにわたって記録されたと発表した。北海道から沖縄県までの太平洋岸5000地点以上で津波の痕跡を調査し、判明した。 解析結果をまとめた森信人京都大准教授によると、青森県から茨城県までの約430キロで10メートル以上の津波を記録。岩手県宮古市の姉吉地区では、津波が陸地をはい上がった高さ「遡上(そじょう)高」が国内最高の40.4メートルで、明治、昭和の三陸地震の津波を大幅に上回った。 また仙台平野では、高さ10メートル以上の津波が沿岸から内陸へ5キロ以上移動したことが判明。森准教授は「5000点以上は、世界的にも大規模なデータ。復興に役立つだけでなく、津波の防御方法を考える上で非常に有効」と話している。 【時事通信社】 関連記事 キャプションの内容は配信当時のものです 特集 コラム・連載