動をしている観測者から質
F
重力
重力
量mの物体を見たとき, 物体には,本来の
カFのほかに, 慣性力 -māがはたらく
ように見える。非慣性系を基準にしたとき
の物体の加速度を α'とすると,非慣性系で で運動している。
の運動方程式は,
の遠心力 観測者が物体とともに円運動をす
るときの慣性力。半径r[m], 角速度の
[rad/s]で, 物体とともに等速円運動をす
る観測者の立場(非慣性系)を基準にすると,
物体には,回転軸から遠ざかる向きに遠心
力がはたらく。遠心力の大きさ F'[N]は,
慣性系(地上)から見
ると、物体は加速度
非慣性系(車内)から
見ると,物体は静止
している。
ことき。
ma'=DF+(-ma)
/20
遠心力
A
弾性力
弾性力
回転
回転
時刻い
地上から見ると, 弾
性力を向心力として
円運動をしている。
台上から見ると,弾
性力と遠心力がつり
あって静止している。
F'=mro'=m-
ひ?
…0
フ=1
プロセス次の各間に答えよ。
-10-
Process
直角は何rad か。また, 60° は何rad か。
2 物体が一定の速さで円運動をしている。このとき, 物体の速度と加速度はそれぞれど
の向きであるか。また, 物体が受けている力の合力はどの向きか。
振り子が最下点を通るとき,糸の張力の大きさとおもりが受ける重カの大きさは, ど
ちらが大きいか, または等しいか。
4 質量1.0kgの物体が, 半径1.0mの円周上を 6.0s間に3.0回転の割合で等速円運動を
している。周期, 速さ, 角速度, 向心力の大きさをそれぞれ求めよ。
5 速度 72km/h の車が, プレーキをかけて 10s後に止まった。この間の運動を等加速度
直線運動として,車内にいる質量50kgの人が受ける慣性力の大きさを求めよ。
6 小型車が速さ 36km/hで, 半径 20mのカーブを曲がっている。小型車に乗っている
質量 50kg の人も同じ運動をしているとして, 人が受けている遠心力の大きさを求めよ。
Ans.
3
2 速度:円の接線の向き, 加速度:円の中心の向き,合力:円の中心の向き
6 2.5×10°N
-rad,
π
rad
5 1.0×10°N
4 2.0s, 3.1m/s, 3.1rad/s, 9.9N
3張力の方が大きい
