概念を理解する
* 慣性: 動いているオブジェクトは、一定の速度で直線で動き続ける傾向があります(ニュートンの最初の法律)。
* 円形運動: 円を動かす粒子は常に変化しています。つまり、その速度は変化しています。
重要な洞察
速度はベクトル(大きさと方向)であるため、大きさまたは方向のいずれかの変化は、粒子が加速していることを意味します。 加速には力が必要です(ニュートンの第二法則:F =Ma)。
デモンストレーション
1。速度ベクトルを考慮してください:
*粒子が円を描くことを想像してください。その速度ベクトルは常に円に接しています。
*粒子が移動すると、速度ベクトルの方向が常に変化します。
*この方向の変化は加速を示します。
2。中心極加速度:
*円運動における粒子の加速は、中心性加速と呼ばれます。常に円の中心に向けられています。
*この加速度の大きさは次のように与えられます:a =v^2/r(ここで、vは速度、rは円の半径です)。
3。中心力:
*加速度には力が必要なため、円の中心に向けられた粒子に作用する力がなければなりません。この力は、中心力と呼ばれます。
*中心力の大きさは次のとおりです。f=ma =mv^2/r
例
* 弦の上でボールを振る: 文字列の張力は、中心力を提供します。
* カーブを丸くする車: タイヤと道路の間の摩擦は、中心力を提供します。
* 太陽を周回する地球: 地球と太陽の間の重力は、中心力を与えます。
結論
円を動かす粒子が速度(具体的にはその方向)の変化を経験するという事実は、力がそれに作用しなければならないことを直接意味します。円の中心に向けられたこの力は、中心力と呼ばれます。