向心力・遠心力

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向心力・遠心力

向心力 Fc = mv²/r を計算します。等速円運動において、物体を円軌道に維持するために中心方向に必要な力です。

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公式解説

等速円運動において、物体を円軌道に維持するために中心方向に必要な力を向心力と言います。

向心力の公式: F_c = mv² / r

遠心力は回転系内(乗っている人から見る)の疑似力で、向心力と同じ大きさで逆向きです。

使用例

問題:質量 m=1kg の物体が半径 r=2m の円軌道を速度 v=10m/s で運動している。向心力的大小は。

解答:
Fc = mv² / r = 1 × 10² / 2 = 100 / 2 = 50 N

ポイント

  • 遠心力は回転系内の疑似力(慣性力)であり、実在の力ではない
  • 向心力は円の中心方向、速度は接線方向に作用する
  • 遠心力の問題では基準系の変更に注意が必要

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