摩擦力計算機
摩擦係数0.3、垂直抗力100 Nなら摩擦力は30 Nです。2つの値を掛けるだけで、面がどれだけ滑りに抵抗するかが分かり、静止摩擦係数でも動摩擦係数でも使えます。ブラウザで無料で使えます。
- 無料
- ブラウザで動作
- 登録不要
- データは端末の外に出ません
無料で実行
計算例
- 摩擦係数μ
- 0.3
- 垂直抗力
- 100
- 摩擦力
- 30 N
- 精度
- 10
この摩擦力計算機は、摩擦係数と2つの面を押し合う垂直抗力が分かれば、乾燥摩擦力の大きさを求めます。定義は、初等力学や静力学、一次的な工学確認で使われる古典的なクーロン・アモントンモデルによる閉形式F = μ×Nです。垂直抗力がニュートンで与えられる場合、結果はニュートンで報告されます。一貫した任意の力の単位でも同じように機能します。摩擦係数0または垂直抗力0は有効で摩擦力0を返します。負の係数や負の垂直抗力は、この初等モデルでは物理的な意味を持たないため拒否されます。エンジンは完全に決定的な算術です:通信もサンプリングも日付依存の近道もありません。宿題や実験の準備、設計確認にはブラウザで無料でお使いいただけます。
摩擦力の意味と計算結果の見方
初等の乾燥摩擦モデルでは、2つの面の間の滑り(または滑りかけている状態)に逆らう力は、それらを押し合う垂直抗力に比例します。μがその材料の組み合わせに対する無次元の摩擦係数、Nが垂直抗力のとき、摩擦力の大きさはF = μ×Nです。静止摩擦は、動き出す寸前の最大値F_max = μ_s×Nまで静止摩擦係数μ_sを使います。
滑り始めた後の動摩擦はしばしば動摩擦係数μ_kを使いF_k = μ_k×Nとなります。この計算機は、静止摩擦として扱うか動摩擦として扱うかにかかわらず、指定した非負のμについてその積を評価します。どちらの領域かを選んだり、自由体図を解いたり、傾斜の幾何を解決したりはしません:μとNを入力すると、Fが返されます。
水平な面での重量は、他の垂直方向の力が働かないときN = mgとなる一般的な特殊ケースですが、追加の荷重や揚力、複数支持の分担を既に含む測定済みまたは自由体の垂直抗力を渡すこともできます。μと Nが両方とも有限であれば、どちらかが0でも有効で摩擦0を返します。質量とgからの重量、自由落下時間、平均加速度が必要な場合は専用のツールをお使いください。
摩擦力が学習・設計・ソフトウェアで果たす役割
学生は、教科書が粗い面の静力学を紹介するとき、傾斜の問題がブロックを滑らせない力を求めるとき、あるいはコンテストの問題がμとNを与えて完全な多体シミュレーションなしでFを求めさせるときに摩擦力に出会います。教師は、単位を黙って切り替えたり重量と垂直抗力を混同したりする不透明な電卓アプリを信用せずに、控えめなμとNの値の解答例を事前に生成できます。
開発者は、ゲーム物理のデモ向けの決定的なテストベクトルを生成したり、自由体図の前にユーザー入力の接触パラメータを正規化したり、いい加減なスケッチではなくニュートンを要求するプログラミング課題を満たしたりするために、同じ契約をスクリプトから呼び出します。
構造やプロダクトの一次的な確認は、安全率や多軸荷重をモデル化する前に、係数と支持反力だけが分かっている場合にF = μNを使います。
活用例
宿題と実験の確認
ワークシートを採点したり力センサーのデータと比較したりする前に、μと垂直抗力から摩擦力を計算します。
決定的なテストフィクスチャ
単体テスト、ゲーム物理のデモ、CIアサーション向けに再現性のあるF = μ・Nの値を生成します。
設計とチュータリングソフトウェア
静力学のデモや傾斜のヘルパー、インタラクティブな授業向けに、ユーザー入力の係数と接触力を正規化します。
よくある質問
摩擦力はここでどう定義されますか?
F = μ・Nです。 μは非負の摩擦係数、Nは非負の垂直抗力です。Nがニュートンの場合、Fもニュートンになります。
このツールは静止摩擦と動摩擦を区別しますか?
いいえ。 問題に合った係数(μ_sまたはμ_k)を指定してください。計算機はμとNを掛け合わせるだけです。
結果はなぜ精度で丸められるのですか?
既定の精度は小数点以下10桁で、0から15の範囲で設定できます。
摩擦係数や垂直抗力が負の値だとどうなりますか？
この基本的な摩擦のモデルでは負の値に物理的な意味がないため、どちらも受け付けません。ゼロは有効で、その場合の摩擦力はゼロになります。
物体の重さを垂直抗力として使えますか？
ほかに上下方向の力が働かない水平な面なら、垂直抗力は重さ（m×g）と等しくなります。追加の荷重や浮き上がる力がある場合は、実際の垂直抗力を入力してください。
関連ツール
開発者向け — APIアクセス
このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。
エンドポイント
Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。
お使いのスタックから呼び出す
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/friction-force \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mu":0.3,"normal_force":100}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/friction-force", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mu": 0.3,
"normal_force": 100
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/friction-force",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mu": 0.3,
"normal_force": 100
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/friction-force", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mu":0.3,"normal_force":100}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mu":0.3,"normal_force":100}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/friction-force", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)リクエスト例
{
"mu": 0.3,
"normal_force": 100
}レスポンス例
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.friction_force",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。
料金
単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。
制限
max_abs_mu | 1000000 |
max_abs_normal | 1000000000000000 |
エラー
| HTTP | コード | 意味 |
|---|---|---|
401 | unauthorized | APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。 |
402 | insufficient_balance | 残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。 |
404 | unknown_type | 指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。 |
429 | rate_limited | リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。 |
技術的な注記
CIやチュータリングソフト、浮動小数点のステップを手作業で作ってはならない教育デモで再現性のある摩擦のフィクスチャが必要な場合は、成功したリクエストごとに$0.002のAPIをご利用ください。
摩擦力とは何か、レスポンスに含まれる内容
レスポンスは、正規化された入力muとnormal_force、計算されたfriction_force、使用したprecision、methodタグfriction_force、短いformulaの説明、SIの垂直抗力入力に対する単位のヒントNを返します。数値的な接触シミュレーションも凹凸のモンテカルロサンプリングもありません:エンジンはサポートされる数値範囲内で積を評価するか、それ以外はinvalid_inputで入力を拒否します。muまたはnormal_forceの欠落、有限でない値、規定上限を超える大きさ、そして負のμまたはNはすべて拒否されます。この計算機では負の係数や負の垂直抗力は受け付けられないためです。このページが答えるのはμとNからの摩擦力のみで、ワークシート、単体テスト、記号的なステップを勝手に作ってはならないAPI利用者に適した安定した数値出力です。
μとNの読み取り方とFの再現性の保ち方
0は許可され摩擦力0を返します。SI出力のためにはニュートンで接触力を指定するか、数値の積だけが重要な場合は一貫した任意の力の単位を使ってください。このツールは単位系を変換しません。数値文字列の先頭のプラス記号や指数表記は、有限の10進数として解釈できる限り許可されますが、埋め込まれた空白や数値でないトークンは拒否されます。摩擦係数に優先されるフィールドはmuですが、coefficient、friction_coefficient、mu_s、mu_kのエイリアスも受け付けるため、問題が値を静止摩擦とラベル付けしているか動摩擦とラベル付けしているかにかかわらず、スプレッドシートやクエリ文字列、型付きフォームでも同じ契約を再利用できます。μは有限かつ非負でなければなりません:負の値はフィールド名を示すメッセージとともにinvalid_inputで失敗し、この計算機では摩擦係数が負になり得ないことを説明するため、不正なセルが黙って無意味な結果になることはありません。垂直抗力に優先されるフィールドはnormal_forceで、エイリアスN、Fn、normal、force_normalがあります。垂直抗力も有限かつ非負でなければならず、負の値はnormal_forceを名指ししたinvalid_inputで失敗します。任意のprecisionフィールド(エイリアスdecimals、dp)は数値出力で公開する小数桁数を選び、既定は10、上限は15でJSONのgoldensを安定させます。自動パイプラインの中で同一の数学的結果が必要な場合は、このページの無料ブラウザ実行と有料APIを組み合わせ、摩擦力の公式を自前で再実装せずに済ませてください。
摩擦力が学習・設計・ソフトウェアで果たす役割
プロダクトや教育向けツールは、学習者が係数と垂直抗力を入力するとUIが摩擦の大きさを表示する場面でこのエンドポイントを使います。このページでは処理はすべてブラウザ内で完結し、API経由では成功した照会1件ごとに$0.002かかり、検証に失敗した場合は課金されず、レスポンスを返した後は何も保存されません。無料のインタラクティブな検証と、同一の結果を返す有料APIというこの分離はKITのtier Aカタログ全体の方針と一致しており、教室でのデモから自動パイプラインへ、数学的な結果を変えることなく移行できます。関連する力学が必要な場合は重量や平均加速度のヘルパーと、無料で決定的な物理計算機の小さなラボを構築する際は他の数学エンドポイントとも組み合わせてください。
技術的な質問
摩擦力計算機の料金は?
このページのブラウザ上では無料です。API経由では成功したリクエストごとに$0.002かかり、無効な入力には課金されません。
μや垂直抗力が負の場合はどうなりますか?
入力はinvalid_inputとして拒否されます。この初等クーロンモデルでは負の係数や負の垂直抗力は受け付けられません。