円運動とは

物理学の分野では、円運動とは、回転する方法でオブジェクトの動きを定義する用語です。 この動きで、オブジェクトは円の周りを移動します。たとえば、惑星はそれぞれの軌道で太陽の周りを動きます。 オブジェクトは中心を中心に等距離で移動しますが、円を描くように加速するために動きます。

円運動を可能にする重要な要素の1つは、内向きの力です。 これは求心力とも呼ばれます。 ニュートンの運動の法則によれば、オブジェクトが移動、加速、および反応するには、一般にオブジェクトに一定の力が作用する必要があります。 円運動では、求心力がないため、オブジェクトを内側に引っ張るものがないため、オブジェクトは直線でのみ移動します。 たとえば、紐が小石を中央に引っ張るので、紐に結び付けられた小石を連続的に振ることができます。 しかし、紐が切れると、小石は地面にまっすぐ落ちます。

円運動には、均一と不均一の2種類があります。 均一な動きでは、オブジェクトは一定の速度で移動します。 回転するオブジェクトは常に方向を変更しているため、これはオブジェクトの速度、つまり速度または方向の変化を考慮しません。

一方、不均一な円運動は、オブジェクトを移動速度で移動させます。 オブジェクトと球体の中心間の距離も変化します。 距離が短いとオブジェクトの速度が増加し、距離が大きいとオブジェクトの回転が遅くなります。 たとえば、文字列に接続されている小石は、文字列が短い場合は高速で回転しますが、文字列が長い場合は低速で回転します。 これは、距離が長くなると物体に作用する力が弱くなるか強くなるためです。

カーニバルの乗り物では、均一および不均一な円運動が適用される日常的な状況を見つけることができます。 観覧車は一定の速度で動き、中心から同じ距離を維持するため、均一な動きで移動します。 一方、ローラーコースターは、不均一な動きの良い例です。そこでは、カートが落下するときよりもゆっくりと上昇します。 カートが通る円の大きさも速度の変化を説明します。