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道路が突然左に曲がり、カーブの反対方向に右に向かって押し出されているように感じるとき、あなたはおそらく高速道路を運転していることを経験しているでしょう。これは、多くの人が「遠心力」と呼んでいるものの一般的な例です。この「力」は誤って遠心力と呼ばれますが、実際にはそのようなものはありません！
遠心加速のようなものはありません
均一な円運動で動く物体は、物体を完全な円運動に保つ力を受けます。つまり、力の合計は中心に向かって内側に向けられます。弦の張力などの単一の力は求心力の例ですが、他の力もこの役割を満たすことができます。弦の張力により求心力が生じ、均一な円運動が発生します。おそらく、これが計算したいものです。
まず、求心加速度とは何か、その計算方法、求心力の計算方法を見ていきましょう。そうすれば、遠心力がない理由を理解できます。
ヒント
簡単な要約
求心力と加速を理解するには、いくつかの語彙を覚えておくと役立ちます。まず、速度はオブジェクトの動きの速度と方向を表すベクトルです。次に、速度が変化している場合、つまりオブジェクトの速度または方向が時間の関数として変化している場合、加速度もあります。
2次元運動の特定のケースは、均一な円形運動です。この運動では、オブジェクトは中心の静止点を中心に一定の角速度で動きます。
オブジェクトには定数があると言うことに注意してください 速度、 だがしかし 速度、オブジェクトは連続的に方向を変えるため。そのため、オブジェクトには2つの加速度成分があります。オブジェクトの運動方向に平行な接線方向の加速度と、垂直方向の求心性の加速度です。
動きが均一である場合、接線方向の加速度の大きさはゼロであり、求心性の加速度はゼロではない一定の大きさです。求心性加速度を引き起こす力は求心性力であり、これも中心に向かって内側に向いています。
「中心を探す」というギリシャ語の意味から、この力は、中心の周りの均一な円形経路でのオブジェクトの回転を担います。
求心性加速度と力の計算
オブジェクトの求心加速度は次の式で与えられます a = v2/ R、 どこ v オブジェクトの速度であり、 R 回転する半径です。しかし、量は F = ま = mv2/ R は実際には力ではありませんが、円運動を引き起こす力を求心性加速度に関連付けるのに役立ちます。
なぜ遠心力がないのですか？
遠心力のようなもの、または求心力に等しく反対の力があるようなふりをしましょう。その場合、2つの力は互いに打ち消し合います。つまり、オブジェクトは円形の経路を移動しません。存在する他の力はオブジェクトを他の方向または直線に押す可能性がありますが、常に等しく反対の遠心力が存在する場合、円運動はありません。
では、道路や他の遠心力の例でカーブを回るときに感じる感覚はどうですか？この「力」は実際には慣性の結果です。あなたの体はまっすぐに動き続け、車は実際にあなたをカーブの周りに押し込みます。そのため、カーブの反対方向に車に押し込まれているように感じます。
遠心力計算機が本当にすること
遠心力計算機は、基本的には求心加速度（実際の現象を表す）の式を取り、力の方向を逆にして、見かけの（ただし最終的には架空の）遠心力を表します。ほとんどの場合、実際にこれを行う必要はありません。物理的な状況の現実を説明するのではなく、非慣性参照フレームの見かけの状況のみを説明するためです（つまり、回転する車の中の誰かの視点から）。