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なぜ力と速度が垂直方向にあるのですか?

力と速度が垂直であるという声明は一般的に真実ではありません 。 その理由は次のとおりです。

* 力の変化速度: 力は、オブジェクトの速度の変化の原因です。この変化は、速度の大きさ(速度)または方向にあります。

* 力の方向は、速度の変化を決定します:

*力が速度と同じ方向に作用する場合、オブジェクトはスピードアップします。

*力が速度の反対方向に作用する場合、オブジェクトは減速します。

*力が速度に垂直に作用する場合、オブジェクトは速度を変更せずに方向を変えます。

例:

* 床を横切って箱を押す: 水平方向の力を適用すると、ボックスは水平に動きます(力と速度は同じ方向にあります)。

* 上向きにボールを投げる: 重力は下方に作用し、ボールの上向きの速度に反対します(力と速度は反対方向にあります)。

* 角を曲がる車: ステアリングホイールは、車の速度に垂直な力を適用し、方向を変化させます(力と速度は垂直です)。

力と速度が垂直な場合:

力と速度が一貫して垂直である唯一のシナリオは、均一な円運動の場合です 。 その理由は次のとおりです。

* 中心力: 円を移動するオブジェクトは、円形の経路を維持するために円の中心(中心力と呼ばれる)に向かって一定の力を必要とします。

* 速度は接線です: オブジェクトの速度は、特定のポイントで常に円に接しています。

* 垂直関係: 中心部の力は中心に向けられ、速度は円に接しているため、常に互いに垂直です。

要約:

力と速度は常に垂直ではありません。 それらの間の関係は、特定の状況と力の方向に依存します。 それらは、中心力の性質のために均一な円形運動の場合にのみ垂直です。

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