等速円運動の向心力について。

質問

こんにちは。物理の質問です。お願いします。

えっと、等速円運動の向心力について質問なんですが、
紐をつけたおもりを回転させた時の向心力は紐の張力ですよね？？
でも、物体に力が働き続けると物体は加速するんじゃないですか・・？
等速直線運動における加速度はゼロでした。等速円運動において向心加速度
を求める公式が教科書に載っていたので、加速度は「ある」のはわかります・・
そこら辺が頭の中で矛盾してしまって分らないのです。
たぶんどこかを勘違いしているのだと思いますが・・。
できれば底辺高校二年生でもわかるようにご教授してくだされば嬉しいです＾＾

回答No.3

BookerL

＞でも、物体に力が働き続けると物体は加速するんじゃないですか・・？

　その通り、間違いないですよ。

「等速円運動」の「等速」は、速さが同じ、ということです。「等速直線運動」の「等速」も同じですね。そこで、

＞等速直線運動における加速度はゼロでした。

というところから、等速円運動も加速度がゼロになるような気がする、ということでしょうか。

　まず、力が働かなければ、加速度は生じません。この場合等速直線運動（あるいは静止状態）になります。で、力が働くと加速度を生じます。
　物体の運動方向と同じ向きの力が働くと、物体の速さは速くなります。これはいいですね。
　物体の運動方向と逆向きの力が働くと、物体の速さは遅くなります。摩擦が働いたときなどがその例です。これもいいですね。
　では物体の運動方向に直角の向きの力が働くとどうなるでしょう。速くも遅くもならない代わりに、運動する向きが変わります。これも「速度の変化」であり、加速度が生じているのです。

　速度とは「速さ」と「向き」の両方合わせたものである、というのは覚えていますか？加速度とは、速度の変化であり、それは速さの変化だけではなく、向きの変化も含むのです。
　等速円運動では、向きが常に変わり続けていますから、加速度のある運動と言うことになりますね。

回答No.2

noname#130082

速さ（速度の大きさ）が変わらなくとも、方向が変化してますね。
ということは、ベクトルとしては変化しているわけで、これも「加速」に含まれます。

回答No.1

naniwacchi

速度も加速度もベクトル（大きさと向きをあわせもっているもの）というのがポイントになります。

等速円運動の場合、加速度の向きは速度の向き（運動の向き）に垂直となります。
このように垂直な場合には、速度の「大きさ」には影響が及ばないのです。

ただし、速度の「向き」は絶えず変化しています。
大きさを変えなくても、向きを変えているということは、加速度が働いているということになります。
（ベクトルとしてみた場合には、変化しているということです）

力の向きと運動の向きが垂直である＝運動方向への速度の大きさには影響しない
これは重要なことです。
ボールを投げるとき、水平方向には重力の影響が働かないというのもその一例です。