• 締切済み

向心力について

foomufoomuの回答

  • foomufoomu
  • ベストアンサー率36% (1018/2761)
回答No.2

>・・・だけ見るなんてずるいですよね。 たしかにずるいです。 でも、「それが現実」 何も摩擦の無いところで、回転運動させると、いつまでもまわり続けます。。。なので、「回転運動は仕事をしない」ということにしないと、つじつまが合わなくなります。 このような古典的な物理の理論は、「初めに実験あり」なのですから。 ずるいといえば、去年、実験的に証明されたことで大騒ぎになった「ヒッグス粒子」なんて、ずるさにかけては、回転運動なんかより、けた外れにずるいですね。。。でも、「それが現実」

関連するQ&A

  • 遠心力はなぜ向心力の反対向きなのか

    題名の通りですが、円運動において、いままで生きてきた経験的には物理の教科書を見て、遠心力が向心力の反対向きは一応わかります。水の入ったバケツを廻したときの経験などで。しかし理屈的になぜなのかと考えるとよくわからなくなりました。直線的に加速して動く例(加速する電車の中に糸でぶら下げた球に加わる力など)ならイメージできますが、円運動ではいまいちピンときません。以下、自分なりによく考えて出した結論ですが合ってますでしょうか? vベクトルからv’ベクトルに速度が変化した時、Δvはv’ベクトル-vベクトルです(A)。向心力を求めるときはΔt秒間のとき向心力の加速度ベクトルはΔvベクトル÷Δtで求めます。この時、向心力の加速度ベクトルとΔvベクトルはΔtがゼロの近づくほど正確になり、円運動の中心に向かう方向です。 ここからが推測ですが、 vベクトルは向心力(m×aベクトル)によって速度を変えられてv’ベクトルになるが、本当はvベクトルは慣性の法則によりその等速直線運動を続けたいとしている。よってΔt秒間でv’ベクトルをvベクトルにしようとする-Δvベクトルが加わる。-Δvベクトルなのは上記のAと逆で、vベクトル-v’ベクトルだから向心力とは逆方向という意味です。というわけで遠心力の加速度は-Δvベクトル÷Δt=-aベクトル、遠心力は-m×aベクトルだから、「-」が付いている通り向心力とは真逆の方向。 遠心力の方向の考え方として合っているか、違ってたらどのように考えたらよいのでしょうか。物理の本質にくわしい方、どうかよろしくお願いします。

  • 等速円運動の向心力について。

    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^^

  • ホドグラフ 法線加速度 接線加速度

    ホドグラフと法線加速度、接線加速度についての質問です。 運動中の質点について、 各速度ベクトルをある一つの点に平行移動すると、速度ベクトルの先端は一つの曲線を描く。これを与えられた曲線のホドグラフという。加速度の方向はホドグラフの接線と一致するが、経路の接線とは関係ない。 これは、質点が一様な速さでないときでもできたホドグラフにおいて速度ベクトルと加速度の向きは垂直ってことですよね。 しかし、同様に質点が一様な速さでないとし、運動経路の2点を極めて近くとったとき、(A,Bとする)微小部分ABはA,Bを通る微小円弧とみなせられる。すると、円運動なので円の中心向きつまり速度の向きと垂直な向きに加速度ができる。しかし、A,Bの間でも速度が変化しているので経路の接線方向にも加速度成分ができる。すると、2つの加速度成分の合成方向に加速度ができる。 この2つの理論が矛盾しているような気がして分かりません。 経路の接線方向についてとか、最終的な加速度の向きとか、、、、、、 分かる方解答よろしくお願いします。なるべく早めに書いていただけると幸いです。

  • 加速度0=速度0?

    簡単な玩具を作ろうとしています。 ミニ四駆の様な物にセンサを積んで、壁が近づいたらモータを逆回転させて静止させるようなものです。 この逆回転させる際の力の導出の困っています。 高校物理にすると 「静止している物体を水平方向へ、力Fをt秒間加え加速させた。 さらに力F'をt'秒間加えたところ物体は静止した。 この物体の速度を0にするような力F'を求めろ。」こんな感じでしょか。 初めは加速度を0にするようなFを求めていましたが、それでは速度は0にならずに等速直線運動を続けますよね? 速度を0にするような力F'はどう考えればいいのでしょうか。

  • 回転運動

    xy平面内で、原点を中心とする半径Rの円運動をしている質量mの質点を考えると、時刻tにおける位置ベクトルはr[→]=(Rcosφ(t),Rsinφ(t),0) と書ける。 (1)速度v[→](t)と(原点まわりの)角運動量L[→](t)のx,y,z成分を求めよ。また、それぞれの大きさと向きを求めよ。 (2)円運動の接線方向(φの増加する方向)の加速度はa_φ=Rφ"なので、接線方向の力をF_φ(t)とすると、接線方向の運動方程式はF_φ(t)=mRφ"となる。この接線方向の力の大きさがF_0で一定の時、φ(t)とφ'(t)を求めよ。ただし、t=0の初期位相をφ_0、初期加速度をω_0とする。また、この結果を用いてL[→](t)の各成分を求めよ。 (3)この接線方向の力F_φ[→](t)のx,y,z成分をF_0やφ(t)を用いて書け。また、この力による(原点まわりの)トルクを求めよ。 (4)円運動を維持するために働いている向心力(たとえばひもの張力)の大きさF_r(t)を求めよ。また、この円運動の場合、角速度の変化や角運動量の変化を求めるとき、なぜ向心力を考えないで良いのか説明せよ。 です。よろしくお願いします。

  • 速度と加速度

    速さが変わらないとき、速度ベクトルと加速度ベクトルは直交することがよく分かりません。 速さが変わらずに進行方向が変わるとのことで直交するのでしょうか? 解説お願いします。

  • 物理の問題の解き方

    分からない問題があるので、解き方を教えてもらいたいです。 水平な面上にある8kgの物体に、水平方向に一定の向きの力を作用させ続けたところ、物体はその力の向きに移動した。物体が移動している間は、作用させた力の大きさは2Nで一定であった。物体が3m移動する間に、作用させた力が物体にした仕事はいくらか。また、重力加速度は10m/s^2としてよい。

  • わからない円運動の問題があるので教えていただきたいです

    この問題がわからないので教えていただきたいです 質量mの物体に書く速度ωで半径rの円運動をさせるには、向心力mrω^2を常に加えなければならない。 r方向とω方向の単位ベクトルを、それぞれe、cとする時、向心力F、物体の変位dLのする仕事を求めよ。 e・c=0を用いて、常に向心力を加えているにも関わらず、物体の速さsは変わらず、運動エネルギーmrω^2も一定であることを説明せよ。 という問題です 単位ベクトルe,cがどこのことなのかいまいちわからず、仕事量とかもあまりわかりません・・・

  • ある物体Pが点Oを中心に半径rの円周上を運動速度の

    ある物体Pが点Oを中心に半径rの円周上を運動速度の大きさをvとすると、加速度のOP方向成分の大きさ(向心加速度)を求めよ。 答えはmv^2/rです、計算過程が分からないので教えていただきたいです。

  • 運動エネルギーについて

    高校の教科書に次のような説明があったのです。一部僕の解釈を付け足しています。 『一様な速度v(m/s)で一直線上進んでいる野球のボールをグローブをはめた手で止めました。ボールが止まるまでに同じ直線上をs(m)だけ進んだ。この場合、ボールは手から力fを受け同時に反作用で手はボールから-fの力を受ける。ボールの加速度は進行方向と逆向きで大きさは v^2=v0^2-2as の公式より a=v^2/2s となる。手の加速度は反作用により逆向き。よってボールが手にした仕事、つまり手がした仕事は f・s=ma・s=mv^2/2s・s=1/2mv^2となる。』 大体は納得しているつもりです。質問は一点だけです。 止まっていた手が動いた訳だから、ボールに加えられた加速度とは反対の方向、つまりボールの初速度の向きに、手には加速度が加わったのだと思います。しかしs(m)動いて止まったと言うことは、結局は減速といいますか、ボールを止める方向に加速度は向くんじゃないかと思うのです。そこのところが???なのです。矛盾している気がして・・・加速度の向きと力の向きが一致していないような気がして・・・ニュートンの運動の第二法則に合致しないのでは? 分かりやすく説明して頂けないでしょうか?