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遠心力 : 中心から離れようとする力
遠心力 : 中心から離れようとする力
前 向心力について 書いていました。
その前に 弦の速度を 重さからみた 力 も 見てみました。
"微小区間" に注目
力がかかる 微小区間 を拡大します。
同じ速度で回わっている 物体の、
遠心力 Ff は 中心から離れようとする力 のことです。
力がかかる
ほんの少しの区間 には、
- Ff : 遠心力
- ds : ほんの少しの長さ (弧の長さ)
- dΘ : ほんの少しの角度 (dsが弧となる角度)
- ρ : ds部分には ほんの少しの重さがある (線密度)
- r : 円の半径
円運動 の 速度と角度
物体が ある速度で 回って、
dt 時間 に ds だけ 動くと、速度 は、
(1) 速度 v
扇と弧の関係があるので、 ds = r dΘ
角度 dΘ は、
(2) 角度 dΘ
円運動の 速度の向きの 変化
円運動なので
物体が 1 から 2 へ 動いても、速度は 変わりません。
でも、速度の向きが。
それぞれの速度 の 原点 を合わせて描いてみると、
速度の 方向の変化 が分かります。
それぞれの速度 の 原点 を合わせて描いてみると、
速度の 方向の変化 dv が分かります。
扇と弧の関係から、
速度方向変化の 角度 も ds に対する角度と 同じ dΘ 。
(3) 速度の方向の変化量 dv
力で 物体は 加速する
加速度 α は、 時間ごとの 速度の変化です。
アクセルを踏みつづけると、車のスピードが上がっていくように、
力をかけると、物体の 速度は、時間ごとに上がっていきます。
それが 加速 です。
上の (1)、(2)、(3) の関係を当てはめて、
加速度 α を整理。
力 Power パワー
力 F は、
物体(質量) m を
加速 させます。
F = m α
物体の重さが ρ ds で、加速度が α の力 である
遠心力 Ff は、
おまけ
遠心力 Centrifugal Force は、
Latin語 centrum (“center”) + fugiō (“to flee”)
直訳だと、"中心から離れようとする力" ですね。
まとめ
- 遠心力は、中心から離れようとする力
- 力 を 分解して考える
- 円運動の速度 の 変化の 向き に注目する (ベクトル)
- 力 は 物体(質量) を 加速 させる
つづく
次は、前も出てきた、
sin(x)の x が小さいとき、 x になる 理由
について、、
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