学習目安 | 小: B | 中: A | 高: S

円運動

一般小学生

まとめ

  • ある中心点を軸にして、その周りを円を描くように回る運動を指す。
  • 物体に外部から力が加わらない限り、現在の状態を維持しようとする「慣性の法則」が深く関与している。
  • 円運動を維持するためには、常に中心に向かう力(向心力)が必要であり、これが途切れると物体は接線方向に直進する。

解説

物体には「慣性」という性質があり、外部から力が働かない限り、静止しているものは静止し続け、動いているものは等速直線運動を続けようとする。円運動においては、物体は常に進行方向を変え続けているため、厳密には加速運動の一種である。しかし、その運動の背後には、常に元の状態を保とうとする物体の性質が働いている。

例えば、だるま落としで下の木片を弾いても上の木片がその場に落ちるのは、静止していた木片がその場に留まろうとする慣性によるものである。また、月が地球の周りを回る公転運動も、地球の重力が中心方向への力として働くことで、本来は直進しようとする月の動きを円軌道へと変えているのである。このように、円運動は物体の慣性と中心へ引き寄せる力のバランスによって成立している。

コラム

円運動をしている観測者の視点では、中心から遠ざかろうとする「遠心力」を感じることがある。これは慣性によって直進しようとする力が、回転する座標系において見かけ上の力として現れたものである。物理学的には、実際に物体を円軌道に留めているのは中心方向への「向心力」である。

小学生のみなさんへ

円運動とは、ある中心のまわりを、きれいな円をえがくように回る動きのことです。身近な例では、ボールにひもをつけてぐるぐる回したり、月が地球のまわりを回ったりする動きがこれにあたります。

物には「今の動きを続けようとする」というふしぎな性質があります。これを慣性かんせいの法則といいます。走っている電車が急にとまると、体が前にたおれそうになるのは、体がそのまま進み続けようとするからです。

円運動をしている物も、本当はまっすぐ進みたいと思っています。でも、中心に引っぱる力がずっとはたらいているので、きれいな円になって回ることができるのです。

ルラスタコラム

月が地球に落ちてこないのは、月がすごいスピードで横に動こうとしているからです。地球に引っぱられる力と、まっすぐ進もうとする力がちょうどつり合っているため、ずっと同じ軌道きどうを回り続けているんですよ。

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