直感的理解

静止摩擦力は加えた力に応じて変化し、常に加えた力とつりあいます。力を徐々に大きくしていくと、ある限界値（最大静止摩擦力）で物体が動き出します。動き出す瞬間の力がまさに最大静止摩擦力です。

物体（$m = 2.5$ kg）が動き出す瞬間、加える力 $F$ が最大静止摩擦力 $f_0$ と等しくなります。

$$ f_0 = \mu_s mg = \mu_s \times 2.5 \times 9.8 $$

問題より動き出す力が $F = 9.8$ N なので：

$$ f_0 = 9.8 \;\text{N} $$

答え：
$$f_0 = 9.8\,\text{N}$$

補足：静止摩擦力

静止摩擦力は0～$\mu_s N$ まで変化。超えると滑り出します。

Point

静止摩擦力は加えた力に応じて $0$ から $f_0$ まで変化する。動き出す瞬間の力＝最大静止摩擦力。

直感的理解

静止摩擦係数は「面の滑りにくさ」を表す無次元量です。$\mu = f_0 / N$ で求まります。水平面上では $N = mg$ なので $\mu = f_0 / mg$。$\mu$ が大きいほど滑りにくい面です。

垂直抗力：

$$ N = mg = 2.5 \times 9.8 = 24.5 \;\text{N} $$

静止摩擦係数：

$$ \mu = \frac{f_0}{N} = \frac{9.8}{24.5} = 0.40 $$

答え：
$$\mu = 0.40$$

Point

$f_0 = \mu N$。水平面上では $N = mg$ なので $\mu = f_0 / (mg)$。静止摩擦係数は面の種類で決まる定数。

問題52 静止摩擦力