以前摩擦力の基本について解説しました（物理基礎 摩擦力 | 猿山高校 (monkey-studying.com)）ので、今回は練習問題を解いていきましょう。難易度は定期テストレベルになります。
＜問題＞
水平面上に質量Ｍの板を置き、その上に質量mの物体を乗せた。板と物体の間の静止摩擦係数をμとし、板と水平面には摩擦が働かないものとする。
板に対して水平右向きに大きさＦの力を加えたところ、板と物体は一体となって動き出した。
問1．物体が板から受ける摩擦力は右向き、左向きのどちらか。
問2．物体の加速度の大きさと、物体が板から受ける静止摩擦力の大きさを求めよ。
問3．物体が板に対して滑り出さないためにはＦはいくら以下でなければならないか。
＜解答＞
問1．板を右向きに動かそうとするので、板は物体から左向きに摩擦力を受けます。よって、物体にはその逆で、右向きに摩擦力が働きます。
問2．物体の加速度の大きさをa（一体となって運動しているので、板の加速度の大きさもa)、物体が板から受ける静止摩擦力の大きさをfとする。
物体についての運動方程式: f = ma ・・・①
板についての運動方程式: F – f = Ma ・・・②
①＋②より、F = (M+m)a なので、a = F/(M+m)
これを①に代入してf = mF/(M+m)
（注）摩擦力と聞いて、μＮを計算した方もいるかもしれませんが、μＮはあくまで「最大」静止摩擦力ですので、ご注意ください。
問3．問2の結果を見ると、fはＦが大きくなればなるほど大きくなりそうですが、静止摩擦力には限界がありましたね。fは最大静止摩擦力以下でなければなりません。最大静止摩擦力はμ×垂直抗力で求められます。今回物体が受ける垂直抗力はmg ですね。よって、
mF/(M+m) ≦ μmg
F ≦ μ(M+m)g
となります。
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