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タイヤの回転と遠心力
車のタイヤって高速回転してますよね。 その回転による遠心力は均一なんでしょうか？ たとえば100km/h で走行中、タイヤの接地面（つまり下）は速度0km/h、反対側（つまり上）は速度200km/h（走行速度+ タイヤの回転速度） になっています。 私の想像では、接地面では遠心力はゼロになっているのではないかと思うんです。（逆に停車状態でタイヤを回す時は均一の遠心力であると）
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質問者が選んだベストアンサー
相対的というものが全く理解できていません。 転がるタイヤを側（外側）で見ているから１００Ｋｍ／ｈで移動しています。 もし、タイヤの中に小さな空間がありその中に貴方が入っていたら何を感じるでしょうか。 感じるのは遠心力による、タイヤの中心から外側に向かう加速度だけです。 時速１００Ｋｍ／ｈはもちろん、回転の速度も全く感じません（タイヤを地球に例えるとタイヤの回転は自転、時速１００ｋｍ／ｈは公転の速度です、地球の自転、公転の速度を感じたことありますか）。。 良く出る問題、走る電車の中でボールを真上に１m程放り上げたらどうなる、元の位置に落ちますね、でも電車の外で地面に立ち止まっている人から見たら、ボールは１ｍ上に上がり、１ｍ落ちる間に電車と同じ速度で横（進行方向）に移動していますね（普通に言われる放物線をえがいています）。 回転するタイヤにかかる力は、タイヤの中だけの問題です。 但し、物質を介さずに伝わる力（重力加速度）は別です、従って宙に浮かして回転させる時は遠心力は同じですが、下側では重力加速度がプラスされます、上はマイナス。
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- saisho_wa_goo
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No.6です。たびたびすみません。 この質問は一度閉じて、新たに質問されたほうが良いかもしれません。 もう私は顔だしません。 すみませんでした。
- saisho_wa_goo
- ベストアンサー率32% (31/96)
No.6 です。 > 心の友！説明がお上手です！ ありがとうございます。 でもベストアンサーは私ではなく、本当に良い回答をして頂いた方にあげてくださいね。 私も本当に正しい回答を知りたいのです。 よろしくお願いします。
- saisho_wa_goo
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おじゃまさせて頂きます。 回答ではなく、私も質問者さんと同じ疑問を感じたので。 タイヤの外周（地面に接する円周面）上の一点は、実際に地面を走っているときはサイクロイド曲線状に移動しますよね？ 「このサイクロイド曲線状に移動している点に生じる遠心力は、はたして一定なのか？」 単に「回転軸を中心に考えればいい」では説明になっていないと思います。 シャーシーダイナモ上で回っているタイヤは、紛れもなく円運動ですが、実際に地面の上を走っているタイヤはサイクロイド曲線運動ではないですか？（そんな言葉があるのかは別にして。） 本当に遠心力は一定なのでしょうか？ 私からもよろしくお願いします。
お礼
心の友！説明がお上手です！ ＃でもきっと間違っているのは私達なんでしょうけど・・・。 宇宙ゴマを見ていると、明らかに重心が外れているのに倒れません。外側よりも内側の遠心力が上回っているような気がするんです。この時宇宙コマは接地面を軸に等速で回転しています（コマ本体よりもノロイですが）。つまりサイクロイド曲線（といっても速度差があるので円運動に近いのですが）。 コマの回転方向とゆっくりとした円運動との関係は切っても切り離せないものです（停止させるとコマの回転があっても倒れる）。 宇宙空間で回転するボールを発射するとカーブする・・・という理屈になります（というかブーメランのように戻ってくるのか？）
- foomufoomu
- ベストアンサー率36% (1018/2761)
これまでの回答をよく読めば分かることですが、 まず、「遠心力が一定」に、こだわるのはやめて、 「等速直線運動では力は発生しない」ことを理解してください。 回答者みんなが、このことを説明しているのです。
お礼
ありがとうございます。 当直直線運動では力は発生しないから、遠心力になんら影響力を及ぼさないという理屈ですね。 http://www.sphere.ad.jp/force/relativity/JAPANESE/ifdpsab.html ちょっと難しい慣性力偏差を説明されてます。 ＃私は遠心力を漠然と捉えすぎているのが語弊なのかもしれません
- fxq11011
- ベストアンサー率11% (379/3170)
速度は等速運動と仮定した時の速さです。 等速運動に直角方向に常に同じ大きさの加速度が加わると円運動になります、この加速度に対する反作用の力が遠心力です。 加速度の大きさが異なると円運動（回転）になりません（周期性があれば楕円になったり、その他でたらめに方向を変えます）
お礼
ありがとうございます。 すいません。後半の「円運動になりません」はゴムが「遠心力によって変形する」と読みました。 私の妄想では、接地面での地面での相対速度はゼロであり、上面では最大である事からタイヤは上に伸びるように変形すると思います。 タイヤのトレッドが剥離するのは、上面で最大の遠心力となった時かと。 観覧車が高速で回ると想像してみてください。そして観覧車の全体も高速で移動していると。 乗ってる私はこう感じると思うんです。最上点から最下点に降りるとき、たぶん減速すると（実際速度ゼロまで減速します）。で最下点から最上点に昇るさいには加速を感じる（観覧車の移動速度の２倍にまで加速されますよね）。 う～～ん。
- AkiraHari
- ベストアンサー率19% (255/1313)
力は速度によって生じるのではなく速度の変化によって生じます。１００Km/Hで等速運動をしていればこれ自体では力は生じません。 ですので遠心力は接地面でも同じです。 厳密には接地によりタイヤの変形が生じ、これによる遠心力の変化は無視しています。
お礼
ありがとうございます。 そもそもの疑問の理由は、遠心力が関係していると思われる慣性力偏差（地球ゴマ）、またコマによるジャイロ効果などとの関係から妄想したものです。 どれほど厳密に測定しても、いかなる物理法則に照らし合わせても、遠心力は均一でしょうか？？
＞その回転による遠心力は均一なんでしょうか？ 均一です。 ＞100km/h で走行中、タイヤの接地面（つまり下）は速度0km/h、反対側（つまり上）は速度200km/h（走行速度+ タイヤの回転速度） になっています。 タイヤが接地せず、地面から浮いている状態で考えるべきです。たまたま接地しているので回転方向へぶっとんでいるだけです。停車状態で回転しているのとまったくおなじです。 タイヤの接地部分は遠心力で地面に押し付けられ、少しひずんで絶対速度は少々小さくなっていると思いますが。
お礼
ありがとうございます。 わたしもそう信じたいのですが・・・。 コマ（地球ゴマ）が倒れない原理が慣性力偏差で、それが遠心力の内側と外側の差だと妄想したものでして・・・
- RTO
- ベストアンサー率21% (1650/7788)
基準となる目を 地球ではなくタイヤの回転軸にして考え直しましょう あなたの論理だと 例として時速300ｋｍで走る新幹線の中で乗客が飛び上がったら乗客がぶっ飛んで死んでしまいます 後ろの乗客にリンゴをそっと投げて渡したら時速300kmでぶち当たるので瞬時にして粉々になりますか？
補足
スイマセン。ちょっとよくわかりません・・・
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