掲示板
  • SORENA(ソレナ)
  • ガールズトーク
  • プリクラ
  • 23モ
  • フミプレ

【重要】フミコミュリニューアルのお知らせ

<11月17日 アカウント移行手続きについて更新>

【重要】フミコミュリニューアルのお知らせ

<11月17日 アカウント移行手続きについて更新>

勉強全般・教えあいへ戻る

物理の遠心力

[コメント] 27

guest
みっみっみ 111.86.147.166 2014/05/08 22:32:43  削除依頼

中心から距離2R離れた物体が糸の張力Tでで円運動していたとします(ようするに半径2Rの円運動)
その物体のすぐ近くで物体と同じ円運動をする観測者が物体を観ると遠心力m(2R)ωがかかりますよね…
じゃぁ中心からR離れた場所で半径Rの円運動をする観測者が物体を観ると遠心力m(R)ωがかかるんですかね…二つの観測者の、つりあい式を比べるとなんか矛盾しませんか?

投稿する

更新する全件表示

avatar

No.1 エロ(´・д・`) 2014/05/08 22:39:41  削除依頼

気にするな!遠心力は回してる奴が感じるもんで見てる奴は「ああすげぇまわってるな…」ってな程度だ!(*・ω・)



guest

No.2 みっみっみ 111.86.147.170
2014/05/09 13:45:57 削除依頼

え…
遠心力は回ってる観測者が感じるんだと思ってました。
回してる人が感じる力なんですか?

見てるやつって
静止してる観測者のことですか?回ってる観測者のことですか?

よけいに解らなくなってきました。



avatar

No.3 キイコ 2014/05/09 19:22:41  削除依頼

遠心力とは、観測者が角速度ωで回っているときに、その観測者に対する物体の運動を考えるときに物体に付け加えなくては
ならない見かけの力です。その大きさは回転している物体の位置と角速度だけできまり、同じように回っている観測者の位置にはよりません。したがってこの場合物体に作用する遠心力は
m(2R)ω2乗とかわりません。
なお、回している人が感じる力は、張力Tの反作用の力です。



guest

No.4 みっみっみ 111.86.147.173
2014/05/09 23:19:44 削除依頼

キイコさん…ありがとーございます。
質問いいですか?
遠心力は慣性力ですよね?
だから遠心力の公式は
慣性力の公式でもあるから
遠心力=注目物体の質量×観測者の加速度の大きさ
ですよね?
だから
遠心力=m×(rω)
でrは観測者の位置と中心の距離だと思うので

やっぱり
遠心力は物体の位置で決まるんじゃなくて
観測者の位置で決まると思ってたんですが

話を聞けば聞くほど
訳わからなくなりました。頭のいい人から丁寧に教えてくれてるのにすみません。
本当にバカです。



guest

No.5 みっみっみ 111.86.147.169
2014/05/09 23:22:05 削除依頼

訂正…
m(rω)2乗
ですね



guest

No.6 みっみっみ 111.86.147.173
2014/05/09 23:23:38 削除依頼

また訂正(笑)
m(rω2乗)



guest

No.7 みっみっみ 111.86.147.173
2014/05/09 23:29:43 削除依頼

あと、今の場合
回してる人が感じる力も(回してる人も糸に引っ張っられるから)張力だと思ってました。
今まで間違った勉強をしてたということですね。
かしこい人の意見を聞くと、自分がどんどんバカであることが分かってきます。



avatar

No.8 キイコ 2014/05/10 03:32:50  削除依頼

あー そんなに卑下なさらないでください。ぼくだって
最初全然わからなかったですから(泣き)
補足ですが、
慣性力=注目物体の質量×観測者の加速度の大きさ 
となるのは電車の中などのようにまっすぐ動く場合です。
つり革なんかの加速度が電車の中にいる観測者と同じ
だから、この式でいいが、回転体の場合その各部の加速度
がちがうので、観測する物体の位置の加速度を使う必要
があります。したがってまえの回答のとおりとなります。
また、回してる人が感じる力も(回してる人も糸に引っ張られるから)張力というのはそのとうりです。
ただ、その向きが物体にはたらく張力と逆なのでその反作用
とかんがえます。



guest

No.9 みっみっみ 111.86.147.173
2014/05/10 22:12:48 削除依頼

え…
遠心力が回転観測者の位置に関係なく一定なのは事実として認めるのはいいけど、
遠心力は(注目物体の質量)×(観測者の加速度の大きさ)で導いたのが
m(rω2乗)なんじゃなかったんですか?

あと
回してる人が感じる力(回してる人が受ける外力)は、やっぱり(張力の反作用)じゃなくて張力のように思えてしまいます。
張力って、糸の両端に接続されてる物体が受ける力のことだと思うんです。今の場合は、両端の物体は回ってる注目物体と、回してる人。
だから張力の反作用は、それらから「糸が受ける力」だと思えてしまうんです。
一直線の力なら全て反作用なんですか?



avatar

No.10 キイコ 2014/05/11 03:00:17  削除依頼

あー、僕の説明がつたなくて申しわけありません。

まず、遠心力に入っている加速度は観測者が注目物体
の位置でおなじように回っているときは、観測者の加速度
となりますが、同じように回っていても物体から離れて
いる場合は物体の加速度を使わなくてはならない。

それと、作用反作用ですが、注目している物体に働かせなく
てはならない力のほうを作用とよぶわけだから、今の場合
注目しているのは糸付きの物体で、その円運動を保つために
回している人がその手から糸に力を加えなくてはならない。
この力を作用とよべば、手が糸から受ける力(あなたが
言われている張力)は反作用となるわけです。

作用反作用は異なる2つの物体に及ぼしあう2つの力の
ペアをいうのであって、同じ一直線上にあっても2つの
力が同じ物体に働いていれば作用反作用の関係にあるとは
いえないのでご注意ください。



avatar

No.11 キイコ 2014/05/11 19:20:45  削除依頼

あのう、こっちのほうを先に説明しとくべきだった
かもしれないですが

物体といっしょに回っている観測者にとっては物体のそばに
いようが、物体から離れていようが、物体はとまって見えてる
わけですよね。ということは物体に働いている力は円運動
を維持するための向心力とそれと反対向きで大きさは
向心力と同じ力が働いていなければならないと回転観測者
は考えるわけです。この反対向きの力が遠心力で
その大きさは向心力と同じだからmrω2乗と表わされる
わけです。



avatar
1151029889537065ad2eb89.gif

No.12 キイコ 2014/05/12 15:09:50  削除依頼

すいません。質問者さんの最初の質問に帰りまして、
糸付きの物体Pの円運動を画像の原点O、半径2R、角速度
ωのxy平面内の運動と考え、OからR離れたOPの中間点O’にいる観測者が座標軸x’y’を使ってこの運動を観察  するとします。
もしこの観測者がx’y’の向きをxyの向きに保ちながら
Pの運動を見るならば、PはO’中心、半径R、角速度ωの
円運動をしているように見えるのがおわかりですか。
すると、O’の観測者はPにO’の向き(すなわちOの向き)
に向心力mR(ω2乗)が働いていると解釈します。
ところがこの向心力は、もともとPに働いていた向心力
m2R(ω2乗)に、その向心力とは逆向きの観測者がいる
位置O’の加速度R(ω2乗)にもとずく慣性力mR(ω2乗)
を加えたものになっている。したがってこの場合は
慣性力は運動している観測者の加速度を使えばよい。
しかし、O’の観測者がx’y’軸を運動の回転面に固定して
観測する場合は、Pのx’y’座標はいつも一定、すなわち
O’‐x’y’系に対してとまっているから、O’‐x’y’系
ではもともとの向心力は慣性力とつりあわなくては
ならない。したがってこの場合の慣性力は、m2R(ω2乗)
となり物体Pの加速度にもとずくものとなります。

このように、慣性力はO’の運動だけでなく、その運動を記述する座標軸x’y’の運動状態によっても大きく変わるので、 注意が必要です。



avatar

No.13 キイコ 2014/05/13 19:31:04  削除依頼

ごめんなさい。まちがってました。...(汗)
今日手元の教科書で確認したんですが、
円運動の中心から物体を結ぶ線上の、物体からr離れた
(中心からの距離ではありません。)ところにいる観測者  からみた物体の遠心力は、mrω2乗と解釈せよ との
ことです。

これで見ると、ご質問の円運動で、半径Rのところを回ってる
観測者から見た遠心力は観測者からの物体の距離がRだから
ご指摘の通り、mRω2乗となり、これに、これもご指摘の
観測者の加速度にもとずく慣性力mRω2乗が重なった
2mRω2乗が、もともとの向心力m(2R)ω2乗とつりあう
ということです。
そして、観測者が物体のそばにいるときは、物体と観測者
の距離が0なので、観測者に見える遠心力は0で
観測者の加速度にもとずく慣性力m(2R)ω2乗が
もともとの向心力m(2R)ω2乗とつりあうという
解釈になります。

そして、観測者が中心から離れて物体といっしょに
回っていて感じる力は、観測者の加速度にもとずく
慣性力ということになります。
(ここでいう遠心力ではありません。)

このように、遠心力は回っている観測者の位置によって
かわってくるものなので、以前言ったことは誤っていました。
ごめんなさい。....(泣)



guest

No.14 みっみっみ 111.86.147.178
2014/05/14 20:48:46 削除依頼

少し自分で考えてから、コメントとお礼をします。



guest

No.15 みっみっみ 111.86.147.177
2014/05/14 21:55:16 削除依頼

こういうことですか?
遠心力と慣性力は別物で、方程式を立てるときは項を分けて書くのが本来

たとえば質問の設定では
中間地点の観測者も物体と同じ角速度で回ってるから
張力と遠心力と慣性力の【3力】の「つりあい式」が成立してる。

T=m(R-R)ω2乗+mRω2乗

(疑問が残るのは、遠心力と慣性力をまとめた力は結局は慣性力なのか…だとしたら遠心力って何者か…)

今回はわざわざこんなことしなくても
T=m(2R)ω2乗
で良いんですね。


でも
物体の角速度と
観測者の角速度が違う場合は
遠心力と慣性力の違いが分かっておかないといけないんですね。



guest

No.16 みっみっみ 111.86.147.173
2014/05/14 22:14:27 削除依頼

訂正

つりあい式
(R-R)→(2R-R)



avatar

No.18 キイコ 2014/05/15 19:22:53  削除依頼

一問一答のかたちでお答えします。

こういうことですか?
遠心力と慣性力は別物で、方程式を立てるときは項を分けて書くのが本来

(回答)慣性力というのは、運動している観測者が物体の 運動方程式をたてるときに、本来作用している力以外に、その観測者の運動状態に応じて付け加えなくてはならない力すべて
をいいます。
その慣性力のうち、観測者の加速度にもとずく部分を
慣性抵抗、
観測者の角速度と物体までの距離にもとずく部分を
遠心力
といいます。
ただ慣性抵抗のことを慣性力と呼ぶことが多いので、
ぼくもその意味でつかってました。すみません。
したがって、遠心力も慣性抵抗も慣性力にはちがいないが
方程式をたてるときは分けなくてはなりません。

たとえば質問の設定では
中間地点の観測者も物体と同じ角速度で回ってるから
張力と遠心力と慣性力の【3力】の「つりあい式」が成立してる。

(回答)張力と遠心力と慣性抵抗の【3力】の「つりあい式」が成立してる  ということです。

(疑問が残るのは、遠心力と慣性力をまとめた力は結局は慣性力なのか…だとしたら遠心力って何者か…)

(回答)遠心力と慣性抵抗は慣性力だから、それをまとめた力も
慣性力です。

今回はわざわざこんなことしなくても
T=m(2R)ω2乗
で良いんですね。

(回答)静止観測者(ひもをひっぱって回している人)から
みれば一発で出てきますが、中間地点でいっしょに
回っている人は、この二つの慣性力が糸の張力と
つりあって、この結果がでると見ます。

でも
物体の角速度と
観測者の角速度が違う場合は
遠心力と慣性力の違いが分かっておかないといけないんですね。

(回答)どんな場合でも遠心力と慣性抵抗のちがいを分けなくてはなりません。
とくに物体の角速度と観測者の角速度が違う場合、
物体はこの観測者に対して速度を持ちますから
この速度と観測者の角速度にもとずくコリオリ力という
慣性力を慣性抵抗、遠心力にさらに付け加える必要が
あります。



guest

No.19 みっみっみ 111.86.147.172
2014/05/15 21:59:45 削除依頼

す…すごい…
レベルの高い掲示板になってきましたね…
回答の全てを理解しきれてないかもしれないけど、結局は

つりあい式
T=m(2R-R)ω2乗+m(R)ω2乗

は表現としては正しいですか?
右辺全体を慣性力
右辺第1項が遠心力
右辺第2項が慣性抵抗

どうですか?


コリオリ力はこれから勉強してみます。



avatar

No.20 キイコ 2014/05/15 23:55:57  削除依頼

この物体の運動について、動いている観測者から見た
運動の方程式は

m(動いている観測者から見た物体の加速度)
=もともとの向心力(糸の張力)+慣性抵抗+遠心力

動いている観測者から見た物体の加速度は
物体がこの観測者にはずっと止まって見えているので
0(ゼロ)。
慣性抵抗は観測者が半径R、角速度ωで円運動してるので
観測者の加速度は向心力の向きにR(ω2乗)なので
慣性抵抗は向心力と逆向き、大きさmR(ω2乗)
遠心力は観測者から物体までの距離がR、観測者の
角速度がωなので向心力と逆向き、大きさmR(ω2乗)
これらを向心力の向きを正として方程式に代入すると

0=T-mR(ω2乗)-mR(ω2乗)
したがって、T=mR(ω2乗)+mR(ω2乗) となります。
つまり観測者が回転の中心と物体のちょうど中央にいるので
慣性抵抗と遠心力が等しくなります。



avatar

No.21 キイコ 2014/05/16 00:22:29  削除依頼

はい、 みっみっみ さんのあげている式および解釈は
正解です。



guest

No.22 みっみっみ 111.86.147.170
2014/05/16 16:36:06 削除依頼

でも、こんな考え方は高校の物理とは違いますよね。

もし
2010年の
東京工業大学の
大問2
を見る機会あれば
大問2(f)③
を解くための運動方程式を
キリコさん風に書いてもらえませんか?

正解が出るための方程式じゃなくていいんでキリコさんが思う(ここで話した方法の)方程式が見たいです。
こっちも考えて方程式を立ててみます。



avatar

No.23 キイコ 2014/05/16 19:37:37  削除依頼

荷電粒子の運動の問題ですね。
了解しました。少し時間をください。

(うーん、むずかしそう。)



guest

No.24 みっみっみ 111.86.147.171
2014/05/17 01:19:39 削除依頼

観測者Kから観た運動方程式


m(rωダッシュ2乗)
=Cr+0+m(0)ω2乗-m(rω2乗)

左辺
加速度は観測者Kが観測する加速度


右辺
第1項目クーロン力
第2項目ローレンツ力
第3項目(キリコさんの定義による)遠心力
第4項目(キリコさんの定義による)慣性抵抗



avatar

No.25 キイコ 2014/05/17 15:50:59  削除依頼

やっと分かりました。すいません。
東工大問題、すごいですね。

要点は、運動観測者Kから見た例の方程式で、
左辺の実の力(慣性力でない力)は静止観測者Sからみた
クーロン力とローレンツ力を入れます。
そして慣性力の項ですが、今の慣性抵抗のほかに、荷電粒子が
Kに対し角速度ω’で運動していますので、前にちょろっと
言ったコリオリ力を考慮に入れます。

このように、高校物理の考え方とかなりちがうので、
(とくに、コリオリ力は高校生の方(ですよね)は
習ってないと思うので参考程度にしてください。

清書はちょっとお待ちください、すいません。



avatar
130613367253776926aa03b.gif

No.26 キイコ 2014/05/17 22:52:01  削除依頼

画像参照でおねがいします。
まず①式ですが、角速度Ωで時計方向に回る観測者Kから見た
荷電粒子の方程式です。
右辺第一項と第二項は静止観測者Sから見たクーロン力
ローレンツ力です。(v、はSからみた粒子
の速度) 弟三項は慣性抵抗で、最後の項があらたに
付け加えなくてはならないKからみた粒子の速度v’と
Kの角速度Ωに依存するコリオリ力です。
粒子のSに対する角速度をωとすればV=rω、また
V’=rω’だから方程式は②式に変わります。
そこで粒子が時計回りの時あらかじめ求めた③④を②式の
右辺にいれ、反時計回りのとき⑤⑥式(反時計回りのときは符号は負)を入れて整理すればいずれにせよ⑦式が出てきます。この⑦式をこの問題が成立つと主張する⑧式と比較して求める答えが出ます。ㄽ



avatar

No.27 キイコ 2014/05/17 22:59:56  削除依頼

求める答えは画像の⑨です。



guest

No.28 mbj 113.34.54.10
2017/02/05 14:50:34 削除依頼

「Watson's Page 慣性力は見かけの力ではない」は面白いですよ。

学校はでたらめ。相対論もでたらめ。そして大切なことはなにひとつ言わない。



このタイトルには現在27件のコメントがあります。 最大500件まで投稿できます。
\投稿の注意事項/
フミコミュ!はネット上だけで交流をするコミュニティサイトであり、出会い系サイトではありません。
住所、電話番号、メールアドレス、アプリのID、ゲーム機のフレンドコードといった個人を特定できる書き込みや、恋人の募集は全面的に禁止しております。
また、相手から情報を聞きだす行為や直接会おうとする行為も禁止しており、サイバー犯罪の予防・対処のため「サイバー犯罪相談窓口」に通報をする場合もあります。ルールを守ってご利用下さい。
利用規約を読む!
ニックネーム   このタイトルを上に表示する
※10文字まで。
画像
※おえかきツール・画像BOXを利用される会員さんはしてください。
コメント
※1000文字まで。
※LINEのIDやメールアドレスなど、個人情報の書き込みは禁止です。
※個人情報・アカウント情報・メールアドレスなどの交換や譲渡を目的として外部サイトに誘導する書き込みも禁止です。
※万一そのような書き込みを見かけても、危険ですので絶対に連絡をしないでください。

  • 上へ
  • 上へ
レコメンド


最新書き込みランキング
1位()
もっと見る

利用規約を読む!
ワンポチランキング
  • 恋もおしゃれも勉強もぜ〜んぶいただき!進学先は第一学院高等学校に決定!
  • 新スタイルLIVE授業ふみスクール
  • プロのカウンセラーに無料相談
  • ふみチャンネル
  • 第一学院高等学校で自由に選べる勉強スタイル
  • カウンセリング

    友だちや親など、誰にも言えない悩みをプロのカウンセラーに聞いてもらおう!
     
  • 【10⁄2更新】プレゼントコーナー10月号

    秋のモテ服当たる★簡単なアンケートに答えて応募してね!
     
いろいろランキング 新着一覧
最新書き込みランキング
    最新書き込みランキング