旋回運動に関するニュートンの第二法則
* 線形運動: 力(f)は質量(m)および加速(a)に直接比例します: f =ma
* 回転運動: トルク(τ)は、慣性モーメント(i)および角度加速度(α)に直接比例します:τ=iα
重要な概念
* トルク(τ): オブジェクトを回転させる回転力。これはベクトル量であり、力の積と回転軸から力が適用されるポイントまでの垂直距離として計算されます。
* 慣性モーメント(i): オブジェクトの回転運動の変化に対する抵抗の尺度。オブジェクトの質量分布と回転軸に依存します。
* 角度加速度(α): 角速度の変化速度。オブジェクトの回転速度がどれほど速く変化しているかがわかります。
説明
方程式τ=iα 以下を教えてください。
* より大きなトルク: より大きなトルクは、より大きな角度加速度を生成します。これは、オブジェクトがより速く回転することを意味します。
* より大きな慣性モーメント: より大きな慣性モーメントでは、同じ角度加速度を達成するためにより多くのトルクが必要です。これは、慣性の瞬間が大きいオブジェクトが回転運動の変化により耐性があるためです。
アナロジー
重い箱を床に押すことを考えてください。あなたが適用する力はトルクに類似しており、ボックスの質量はオブジェクトの慣性モーメントに類似しています。ボックスの加速は、角度加速度に類似しています。
*強いプッシュ(大きな力)により、ボックスはより迅速に加速します。
*より重いボックス(より大きな質量)には、同じ加速度を生成するために大きな力が必要です。
要約
トルクは、力が線形加速の原因であるように、角度加速度の原因です。オブジェクトの慣性モーメントは、角度加速度に対する耐性の尺度として機能します。これは、質量が線形加速度に対する耐性の尺度としてどのように作用するかと同様に機能します。