●遠心力の導出

半径r(m)の円に対し、角速度をω(rad/sec)とすれば、周速度V=rω(m/sec)となります。
これについては、弧度の定義から弧長が半径と弧度の積で表されること、そして周速度は弧長の時間微分で示されることをかんがみれば理解に足るでしょう。
同様に周速度ベクトルの回転を考えますと、半径rω(m/sec)の円を描いて角速度ω(rad/sec)で回転しているので、求心加速度α=rω2(m/sec2)となります。
V=rωよりω=V/rですから、これを加速度の式に代入すればα=V2/r(m/sec2)が導かれます。
これで求心加速度の大きさが分かりましたから、運動方程式に代入します。
遠心力(F)とのつりあいより、F=mα=m・V2/r
と導かれます。
位置ベクトル(青)が回転している図。周速度ベクトル(赤)が回転している図。速度の変化する速度、それが加速度ですな。
導出の仕方にはいろいろあるのですが、円運動に関しては以上のような説明が直感的に理解しやすいと思いますが、いかがでしょうか?

来たところに戻るHOME