円運動

1.導入

フワフワの野球ボールにひもをつけてぐるぐる回します。(簡単にできることはやってみよう!)
「速さの向きはどちら向き?」
     ↓ ↓ ↓
接線方向です!では手を離して確かめてみましょう!

「等速円運動は、等速度運動ですか?」
     ↓ ↓ ↓
等速運動ではありますが、等速度運動ではありません。
(等速度とは速さと向きが同じことをさします←いやらしい!)

「では、等速円運動は加速度がありますか?」
     ↓ ↓ ↓
等速円運動は加速度運動です。
理由@:加速度もベクトルで、向きが速度が変化すると加速度はある。
    ここで、運動方程式を考えると、加速度があるならば力もあることになる。
    つまり、等速円運動させるには、力が必要です(手をはなしたらどーなるー?)。
理由A:等速円運動させるには、常に力を加える必要がある。
    ということは、運動方程式を考えて、力があるなら加速度が生じることになります。

「その加速度の向きは?」
     ↓ ↓ ↓
中心方向です。
理由:力の向きは中心向きである。運動方程式より加速度の向きと力の向きは必ず同じであるので、
   加速度の向きも中心向きである。
※証明は次回行います。

等速円運動は、加速度運動で力が必要です!このことを理解することがまず重要!

2.角速度・速さ・加速度

ここで、はじめて習う単位「角速度」を定義します。

※ポイントは、ただの暗記にさせないで、1周にかかる時間が周期Tであることを強調する。
※必ず単位の確認をさせる。
※加速度の幾何学的な証明は重要ですが、時間の関係で省略する場合があります。

次回は「等速円運動の成分表示」です。

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円運動A