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円運動の実験室

等速円運動と、糸のたるみを伴う投射運動シミュレーションを含む鉛直面内の円運動を探究しよう。

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概要： 円運動の実験室

向心力、向心加速度、角速度・接線速度、周期、振動数を可視化しよう。. このツールは「物理学」のカテゴリに分類され、標準的な方程式や規則に基づいて正確な計算結果を提供します。

この計算機には、事前設定されたシミュレーションケースが含まれています：等速円運動; 高速回転; 向心力; 完全な鉛直円運動; 糸がたるむ投射運動。

キーワード: circular motion, centripetal force, centripetal acceleration, angular velocity, tangential velocity, period, frequency, vertical loop, slack string, projectile motion

向心力は役割であって、固有の力ではない 🖖

「向心」と名のつく力が物体を押すわけではありません。この言葉は、その場面で中心を向いている実在の力——糸の張力、衛星なら重力、カーブを曲がる車なら摩擦力——を指すだけです。向きは常に内側、半径に沿っています。具体的な要点：糸を切っても、玉はまっすぐ外へは飛びません。軌道を曲げる力がもう残っていないため、接線方向へ直線状に離れていきます。

コースターの宙返りは円ではなく涙形 🖖

完全な円形の宙返りは高い進入速度を要し、その速度で最下部を通れば乗客は激しいG(加速度)に押しつぶされます。頂上での最低速度はわずか√(gr)——質量に依存しない——なので、技術者は頂上付近の半径を小さく、下部を大きくして、涙のしずく形のクロソイド曲線(オイラー螺旋)にします。この形はヴェルナー・シュテンゲルが1976年に導入しました。頂上では速度が少なくてすみ、下部ではGが穏やかになります。

例題