この記事では、物理学における円運動とは何かについて説明します。同様に、円運動の特徴、円運動の例、円運動のさまざまな種類についても説明します。
円運動とは何ですか?
円運動、または円周運動 は、その軌道が円である移動体によって記述される運動であるため、円運動の曲率半径は一定です。
角速度が一定であれば等速円運動です。一方、角速度が可変の場合、それは均一に加速された円運動になります。以下では、これら 2 つのタイプの円運動の違いを見ていきます。
したがって、円運動の主な特徴は、移動体によって描かれる軌跡が円であることです。したがって、円運動の回転軸と回転半径は一定です。
たとえば、観覧車のキャビンによって表現される動きは、その軌跡が円であるため、円運動となります。円運動の他の例は、扇風機の羽根、車輪の回転、コマの回転など、日常生活の中で見つけることができます。
円運動の例
円運動の定義を理解したところで、その意味を完全に理解するためにいくつかの例を見てみましょう。
円運動の例:
- 観覧車のキャビンの動きは円運動の一例です。
- 扇風機の羽根は円を描くように動きます。
- ホイールの回転も円運動の例です。
- 洗濯機のドラムは円形に回転します。
- ヘリコプターのプロペラは円運動で回転します。
円運動の概念
円運動では、次の運動学の概念を明確にする必要があります。概念について質問がある場合は、その概念をクリックすると、その概念について詳しく説明した記事に移動します。
- 軸: 円運動の軌跡の中心です。
- 半径 (r) : 軌道上の点と回転中心の間の距離です。
- 角度位置(θ) : 基準位置 (通常は円の正の水平半軸) を使用した円運動を表す粒子の位置の半径によって形成される角度。
- 角速度(ω) : 円運動を行う物体が回転する速度。
- 角加速度(α) : 単位時間あたりの角速度の変化です。
- 接線速度(v t ) : これは、円運動に続く体の速度の大きさです。接線速度は円運動の経路に接しています。
- 向心加速度(a c ) : 物体の方向を変えて円軌道を描くようにする物体の加速度のベクトル成分。向心加速度は接線速度に対して垂直であり、円形パスの中心の方向を指します。
- 接線加速度( tで) : 接線速度の振幅を変更する加速度のベクトル成分。接線加速度は軌道に接しており、向心加速度に垂直です。
- 期間 (T) : モバイルが完全に回転するのにかかる時間です。
- 周波数 (f) : 移動体が単位時間当たりに移動する回転数です。
![円運動](https://physigeek.com/wp-content/uploads/2023/09/mouvement-circulaire.png)
円運動の種類
基本的に、円運動には 2 つのタイプがあります。
- 等速円運動 (MCU) – 円運動の角速度は一定です。例: 扇風機の羽根。
- 均一加速円運動 (UACM) – 物体の角加速度は一定であるため、角速度は均一に増加または減少します。例: 発進時の車の車輪の回転。
このように、円運動の公式は、円運動が等速であるか等加速度であるかによって異なります。次のリンクで、円運動の各タイプの公式を確認できます。