ころがり摩擦

よく走るのは大小どちらの車輪?(No.173)

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よく走るのは大小どちらの車輪? よく走るのは大小どちらの車輪?

実験監修:東海大学教育開発研究所教授 滝川洋二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

なんでだろう?

直径10cmの車輪と直径5cmの車輪を同じ高さの斜面からころがします。2つの車輪は同じ重さです。さて、大小どちらの車輪が、より遠くまでころがると思いますか?

そうなんだ!

正解は大きい車輪です。車輪はよくころがってまったく抵抗を受けていないように見えますが、実際は車輪と地面の間に「ころがり摩擦」と呼ばれる力がはたらきます。
ころがり摩擦の大きさは、車輪の直径に反比例し、全体の重さに比例するという法則があります。つまり、同じ重さなら、直径が2倍の車輪は摩擦力が半分になるので、エネルギーの損失も半分ですみます。同じ高さの斜面からころがした2つの車輪には、同じ量の運動エネルギーが与えられるので、直径10cmの車輪の方が約2倍の距離を進むのです。

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