【今回のポイント】
- 円運動は大きく2パターンに分かれる。①水平面上の等速円運動(メリーゴーランド型)と、②鉛直面内での等速でない円運動(観覧車型)である。今回は①を扱う
- 円運動の解法は今まで通り「絵を描いて、力を描いて、軸を作って、式を立てて、計算する」。変更点は軸の取り方と加速度の書き換えの2箇所のみ
- 軸のルールは 「円の中心に向かって \(x\) 軸の正の方向をとる」。糸が固定されている点と円の中心が一致しない場合(円錐振り子など)は要注意
- 「向心力」は新しい力ではなく、中心方向を向く力の合力につけた呼び名(グループ名)である。図に新しい矢印を書き加えるわけではない
- 円運動の加速度は \(a\) のままでは使えず、 \(\displaystyle a = \frac{v^2}{r}\) または \(a = r\omega^2\) で書き換える。角速度 \(\omega\) は「1秒間に動く中心角」、 \(v = r\omega\) で速さと結ばれる
- 立式は2通りある。①外で見ている人の立場 → 運動方程式 \(\displaystyle m\frac{v^2}{r} = F\)、②物体に乗った人の立場 → 力のつり合い(中心向きの力と外向きの遠心力がイコール)。慣れるまでは②がおすすめ
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