#11｜動き出す瞬間まで数式化！最大静止摩擦力のモデリング作法
本記事は、こちら👇 の連載シリーズの一部です。
耳だけで楽しみたい方は、こちら👇の音声解説を再生してください😊
この連載が目指すゴールは、コックリさんの不自然な１０円玉の動きを、高校までの数学と物理を使って理論的にアニメーション化すること。
前回 は動摩擦力を組み込んで、１０円玉が動いているときの摩擦抵抗を再現しました。
そこで今回は、動き出す瞬間にはたらく静止摩擦力を組み込んでみます。
どのような差が生まれるのか、一緒に見ていきましょう！
この記事の工程で作成したExcelモデルを公開しています。
👇のダウンロードエリアから入手できます。
✔︎ 最大静止摩擦力を組み込む方法
ここまで作成してきたExcelモデルは、『摩擦係数』を入力すれば、摩擦力が計算に反映されるようになっています。
この摩擦係数に、前回 は動摩擦係数のみ入力しましたが、今回は静止摩擦係数と動摩擦係数を合わせて入力します。
具体的には、摩擦係数として次のような曲線を数式化して入力します。（$${\mu_s: 静止摩擦係数、\mu_k: 動摩擦係数、v_s: 遷移速度}$$）
✔︎ 動画にしてみた
摩擦係数として先ほどの曲線を数式化して、Excelモデルに組み込んで計算してみました。
主な計算条件はこちら👇です。
そして、動画にしてみました。
静止摩擦力は１０円玉が動き出す瞬間しか作用しないので、コックリさんらしい不規則な動きは、見た目で分かるほど変わりませんでしたね…
この記事の工程で作成したExcelモデルを公開しています。
👇のダウンロードエリアから入手できます。
皆さんも摩擦係数を変えるなど、ぜひ色々な条件でシミュレーションを楽しんでみてください！😊
✔ おわりに
今回は、１０円玉が動き出す瞬間の抵抗である静止摩擦力をExcelモデルに入れてみました。
これで『止まっている時』と『動いている時』の摩擦力を組み込んだモデルの出来上がりです。
私が計算した条件では、先ほどのように１０円玉の動きに大きな変化はありませんでした。
っということは、
この条件ではコックリさんの不自然な動きの主要因は、摩擦力ではなく指先の震えであると考えられます。
でも、
条件を変えれば摩擦力が主要因になるかも？
みなさんも設定条件を変えて、ぜひ遊んでみてください！
次回は、この動きをサクッと２次元平面に拡張して動画にしてみます。
どうぞお楽しみに！
🔗 次の記事につづく（作成中）
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