中心力
中心力は、円形の経路で移動するオブジェクトに作用する力であり、常に円の中心に向けられています 。それは、オブジェクトが直線で飛び立つのを防ぐものです。これは、慣性による自然な傾向です。
ここにキーポイントの内訳があります:
* 方向: オブジェクトがその経路のどこにあるかにかかわらず、中心部の力は常に円の中心を指します。
* 原因: それは重力や電磁気のような基本的な力ではありません。代わりに、それは結果です オブジェクトに作用する他の力の。これらの力は次のとおりです。
* 摩擦: 車が回転したときのタイヤと道路の間の力のように。
* 張力: ボールを円で振るとき、ロープの力のように。
* 重力: 地球の周りの軌道に衛星を保持する力のように。
* 効果: 中心力は、オブジェクトの方向を絶えず変えて、オブジェクトを円形の経路に移動させ続けます。オブジェクトの速度は変更されません。
* 方程式: 中心力(FC)の大きさは以下によって与えられます。
fc =(mv^2)/r
どこ:
* m オブジェクトの質量です
* v オブジェクトの速度です
* r 円形経路の半径です
動作中の中心力の例:
* 車の回転: タイヤと道路の間の摩擦は、中心力を提供します。
* 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。
* ジェットコースターループ: このトラックは、コースターを円で動かし続ける中心力を提供します。
* 衛星軌道地球: 重力は、衛星を軌道に保持する中心力を提供します。
重要な概念:
* 中心性加速: これは、オブジェクトが方向を変える原因となる加速です。それは常に円の中心に向けられており、 a =v^2/r の大きさを持っています 。
* 遠心力: これは、オブジェクトが円を描くにつれて外側に向かって押しているように見える架空の力です。 それは本当の力ではなく、むしろ慣性の影響です。
遠心力を理解することは、単純な円形の動きから複雑な軌道力学まで、物理学や工学の広範囲の現象を理解するために重要です。