💡 ヒント：静止摩擦の限界と摩擦係数

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

水平な粗い面に物体を置き、水平な力 \(F\) を徐々に大きくする。\(F = 20\;\text{N}\) で動き出した瞬間、外力と最大静止摩擦力がつりあっている。動き出す瞬間の摩擦＝最大静止摩擦力。これを使って静止摩擦係数 \(\mu_0\) が求まる。さらに \(F\) が小さい段階の静止摩擦力も問われる。

イメージ：箱を押すと最初は動かないが、力をどんどん大きくするとガクッと動く。「ガクッ」の瞬間の力が最大静止摩擦力。

✏️ 求めるもの

(1) 最大静止摩擦力 \(f_0\)、(2) 静止摩擦係数 \(\mu_0\)、(3) \(F\) が小さい時の静止摩擦力（動き出す前）。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 最大静止摩擦力：動き出す瞬間の \(F\) と等しい
  2. (2) 摩擦係数：\(\mu_0 = f_0 / N = f_0 / (mg)\)
  3. (3) 動き出す前の摩擦：\(F < f_0\) なら \(f = F\)（つりあい）
注意

「動き出す瞬間」だけ \(f = \mu_0 N\) が成立。それ以前は\(f = F\)（外力に応じて変動）。「\(f = \mu N\)」と無条件に書いてはいけない。