「触れていないのに摩擦が発生する」新たな物理現象を発見――300年続く「押さえつけるほど動かしにくい」に意外な例外
「触れていないのに摩擦が発生する」新たな物理現象を発見――300年続く「押さえつけるほど動かしにくい」に意外な例外 / Credit: Hongri Gu / University of Konstanz
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「触れていないのに摩擦が発生する」新たな物理現象を発見――300年続く「押さえつけるほど動かしにくい」に意外な例外 (6/6)

2026.04.10 18:45:52 Friday

前ページこれが摩擦なのか?

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300年の法則が崩れたもうひとつの理由

300年の法則が崩れたもうひとつの理由
300年の法則が崩れたもうひとつの理由 / Credit:Canva

研究チームをさらに驚かせたのは、板同士の距離を変えたときの挙動です。

板と板を近づけると、磁石同士が引き合う力が強まり、上の板が下の板にぐっと押しつけられる形になります。

そしてアモントンの法則は「摩擦力とすべり接触面に加えられた垂直荷重(押さえつけの力)との間に、単調な関係がある」と述べています。

ですから板を近づけるほど――つまり押しつけの力が強くなるほど――摩擦も単調に増えていくはずです。

ところが結果は違いました。

板を大きく離したときも、ぐっと近づけたときも、どちらも摩擦は弱い。

そして両者のちょうど中間――実験では約9ミリメートル付近――でだけ、摩擦は急峻なピークを描いたのです。

グラフは、山なりの曲線になりました。

研究者もこの点について、アモントン則からの「明確な逸脱(clear deviation)」だと結論しています。

ではなぜ中間距離で最大になるのか。

それは、先ほどの2つのしがらみの強さがちょうどこの距離で綱引きのように引き合うからです。

板が近いときは下の磁石の影響が圧倒的に強く、コマたちは素直に下とそろえて一糸乱れず進んでいく。

遠いときは下の影響が弱まり、コマ同士は隣との関係だけを気にして静かに落ち着いてしまう。

どちらの場合もコマたちはあまり迷わず、エネルギーはほとんど失われません。 ところが中間距離では「下とそろえたい」と「隣とそろえたい」の両方が同じくらいの強さで引っ張り合い、コマたちは決断できないまま向きを切り替え続ける羽目になる。

いちばん多くのエネルギーが熱に変わるのは、この板ばさみの距離なのです。

これは要するに、距離を変えるだけで効きを調節できる、減らないブレーキを作れる、ということを意味します。

このようなブレーキは磁石どうしが触れていないので、磁石のあいだでは、いくら動かしても部品がすり減ることはありません。

また効き具合を遠隔から調節できる道もひらけます。 研究チームも、この性質がナノサイズの精密機械や磁気軸受、振動吸収装置など、幅広い応用先を見込めると述べています。

アモントンの法則は、物と物が触れ合う日常の世界ではいまも正しいままです。

ただ、触れ合わない磁石たちの世界では、それとはまったく別のルールが静かに働いていたのです。

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「触れていないのに摩擦が発生する」新たな物理現象を発見――300年続く「押さえつけるほど動かしにくい」に意外な例外 (6/6)のコメント

ゲスト

パッドが減らないブレーキは魅力的ですよね。
問題は制動力ですが…。

    ゲスト

    パッドが減らないブレーキなら、渦電流ブレーキ、鉄道用の渦電流レールブレーキ、大型貨物自動車用の排気ブレーキ、鉄道や大型貨物自動車用のリターダー、電車や電気自動車用の回生ブレーキ等々、既に色々なものが実用化されていますよ。

ななし

これって、磁力線の繋ぎ変えが大きな熱を発生させる、太陽のコロナ加熱の現象だよね

ゲスト

広い意味で同じ摩擦でも原理が異なれば法則も同じではないでしょう。

腹節子原子論

磁石を敷き詰めて浮かせた。それで横方向へ動かした。リニアと同じ?リニアはコイルを敷き詰め電気を流して反発力を出し浮かす。移動は電気の流れを変えて移動させる。右ねじの法則で電流の流れで磁界を変化させる。磁界が変化すれば流れる電流もレンツの法則で磁界の変化を妨げるように流れる。電流の流れだから抵抗で熱を発する。磁石でも同じ様。腹節子原子論は永久磁石は最外殻の電子の回転運動で生ずるとする。上の磁石を動かせば上下の磁界が変化する。磁界が変化すれば変化を妨げるように電子が運動する。その運動が電子の乗る節の陽電子と電子の結合した陽電電子を振動させる。その振動が腹の陽電電子の動きを強めるのでその運動が熱であり温度なので温度が上がるのは当然。摩擦熱も節と節の接合を強制的に剥がすのでその振動が腹の陽電電子に伝わり動きを強める。すなわち温度が上がることになる。

ゲスト

>磁石の引き合いと反発だけなら、行きで消費されたエネルギーは帰りに同じ額だけ返ってきて、一周ぶんの差し引きはゼロになるはずです。

という考え方がそもそも間違っています。
 ヒステリシス損によってエネルギーが損失して熱が発生する事や、磁場の変動で導体中に渦電流が発生してエネルギーの一部が熱に変わる事も、どちらも昔から知られていた事です。

>物理学者にとって、彼らがある現象を摩擦と呼ぶかどうかを決めるとき、見ているのは「こすれ合っているかどうか」ではありません。
>見ているのは、動かそうとする力に逆らっているか、そして動かしたぶんのエネルギーを熱として失わせる現象かどうか、という2点だけです。

という話も記事を書いた記者が勝手に主張しているだけの嘘です。
 摩擦とは「接触している2つの物体の間に、接触面にそって相対運動を妨げるような力が働く現象」の事であり、接触していない状態でエネルギーの一部が熱に変わるのは単なるエネルギー損失であって、接触していない以上は摩擦とは呼びません。摩擦とは接触している物体同士の間に働くエネルギー損失の“一つ”でしかなく、「物体同士の間に働くエネルギー損失」の総称などではありません。
 記事を書いた記者が「接触している」という重要な条件を勝手に削除してしまっているだけで、摩擦の説明としては明らかに間違っています。

    ゲスト

    いいえ。現代の物理学において広義の摩擦の定義は必ずしも物体の接触を前提としていません。なぜなら量子レベルの再定義や、流体なども対象に含むようになったからです。

    ゲスト

    この記事を書いた奴の物理の知識があまりにも無さすぎることが問題
    そもそも「接触」には「力が働く」以外の意味を持ち得ない
    電子と電子は絶対に触れることはできない
    なぜならクーロン力は近づけば近づくほど急速に大きくなるし
    パウリの排他律により2つ以上のフェルミ粒子は同一座標を占有することはできない(パウリの排他律を満たすための反発力が生じることが理論計算と実験からわかっている)

    つまり力が働くことと独立した接触なる概念は最初から存在しない
    「固体の接触」こそがそもそも相互作用による反発力以外の意味を最初から持っていないので
    高校レベルの物理もちゃんとわかってないライターが同じく物理をなにもわかってないアホAIを使って記事を書くと救い難いデタラメ記事を量産することになる
    接触と人間が思い込んでいるものは実際には接触しておらず相互作用が強いだけなので
    接触かどうかと相互作用があるかどうかが独立しているという妄想は実在しない無意味な矛盾を実験事実を無視して導入している事になる
    矛盾からはあらゆる事を導けるので論理として意味がない(爆発律)

ゲスト

例えば、ボルトなどの固定用のネジが直ちに緩んだりしないのは、雄ネジと雌ネジの間に摩擦力が働いているためです。
 その場合、ネジは回らずに固定されていますから、摩擦力が働いてはいても摩擦熱は発生しません。
 同様に、僅かに傾斜した地面の上に荷物等を置いた場合、地面との摩擦力があるため、傾斜が僅かであれば荷物は滑り出したりはしませんし、摩擦熱も発生しません。
 このように摩擦があってもエネルギーが熱として失われたりはしない例など幾らでもあります。
 動かさなくても摩擦が存在している以上、摩擦は「動かしたぶんのエネルギーを熱として失わせる現象」とは言えません。
 従って

>物理学者にとって、彼らがある現象を摩擦と呼ぶかどうかを決めるとき、見ているのは「こすれ合っているかどうか」ではありません。
>見ているのは、動かそうとする力に逆らっているか、そして動かしたぶんのエネルギーを熱として失わせる現象かどうか、という2点だけです。

という話は、記事を書いた記者が勝手にそのように主張しているだけの出鱈目です。

ゲスト

真空中で磁石を動かすだけで磁界は変化しするので電磁波が生ずる。
大質量の物体が光速近くで移動すれば重力波が生ずる。
どちらもエネルギーの散逸が起こる訳で摩擦といえるだろう。
結局物が動けば多少の摩擦は必ず生ずるということ。

    ゲスト

    電磁波は電力に転換出来ますし、重力波も質量のある物体の振動(即ち物体の移動)に転換出来ます。
     熱のような高エントロピーのエネルギーになるのと同じ扱いには出来ないのでは?

ゲスト

まあ分子原子の世界まで行っちゃえば物同士が触れてるかどうかなんてそもそも曖昧だしねぇ

ゲスト

そのとおり。
例えば潮汐摩擦だって原因は重力勾配という非接触な相互作用だけど、結局は、有意な重力場勾配が及ぶほど大きな(マクロな)非剛体物質(固体、液体、気体)内やそれら多相の物質間(固体と液体、液体と気体、気体と固体)で、「マクロ域では接触による現象(摩擦や破壊)、ミクロ域では物質の相転移や化学反応によって、潮汐エネルギーという星系物体間の力学的エネルギーの一部が熱に散逸する」ことから、潮汐「摩擦」と総称される。

    ゲスト

    潮汐摩擦とは、潮汐作用により天体が変形する事に伴う摩擦現象の事です。例えば地球の場合、月と太陽の潮汐作用で海水が移動して変形する(海洋潮汐という)と、海水と海底(固体地球)の間に摩擦が発生しますが、それが潮汐摩擦の一種です。
     つまり、原因は潮汐力という非接触な相互作用だけど、それによって生じる「天体が変形する際に生じる摩擦」は

    >接触による現象(摩擦や破壊)、ミクロ域では物質の相転移や化学反応

    であるため、潮汐摩擦自体は天体内の物質同士の摩擦であって、「触れていないのに発生する摩擦」ではありません。
     潮汐摩擦により、星系物体間の力学的エネルギーの一部が熱に散逸して失われはしますが、それ(天体の運動エネルギーの散逸)自体は潮汐摩擦とは言いません。

ゲスト

これが本当なら磁力と熱変換が関与する非接触の物体に関するシミュレーションに修正が必要なのでは。具体的にはステッピングモーターのマイクロステップ制御から、銀河系の回転曲線問題に至るまで全てにおいて。ただ、実験装置の画像を見ると非常に稚拙なので、第三者による再現実験の結果も知りたいところですね。

ゲスト

中間管理職みたいな…

ゲスト

何事もエネルギーのロス無しでは実現できないのでは?
バネだって完全にエネルギーを蓄えて引き出せるわけじゃないし

ゲスト

重力の影響では?

ゲスト

wear-free・非接触摩擦
これは意味がない
相互作用が小さいから摩耗がないように見えるだけで
力の大きさと摩耗は対応する
つまり「非接触」であろうがブレーキ能力が高ければ摩耗する
避ける方法は原理的に存在し得ない
なぜなら散逸エネルギーをどこが吸収するかという問題が本質だからである
ブレーキ能力を上げたら磁石軸やローラー軸が溶けたりするだけ

しばわんこ

接触って何だろう。原子が反発しあったりひっつきあったりしているなかでも隙間が必ずあるのだから、この世の中で接触しているものなど一つもないような。エネルギーの反発で押しあったり接触しているように感じているだけで。

ゲスト

「重いソファは動かしにくく、軽い椅子はスッと引ける――誰もが知っているこの当たり前は、「物と物が触れ合っているから摩擦が生まれる」という大前提のうえに立っています。」

これは完全な間違いだ。摩擦ではなく慣性質量の話である。
もし動かしやすさが摩擦と大きく関係するという話だと、ほぼ摩擦ゼロの宇宙空間において人間の手で月を動かすことができるという話になってしまう。そんなはずはないだろう。月ほど慣性質量が大きいものは簡単には動かない。
つまり正解は「慣性質量が大きいものは動かしにくい」が「大前提」のはずである。それにプラスして「摩擦」がある、という話である。何が「大前提」なのかは明らかである。

    ゲスト

    これ正解で、例えばギアをニュートラルに入れたダンプカーを押してもなかなか動かないのは主に質量の話であって摩擦の話ではない
    ニュートン力学で習うのにそこを間違ってるとかもうね

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