写真の図では、円運動が起きていますが、質問が3つあります ①例えば、鉛直面での円運動なら、垂直抗力が

写真の図では、円運動が起きていますが、質問が3つあります
①例えば、鉛直面での円運動なら、垂直抗力が。糸に繋がった物体の円運動なら、糸(張力)が向心力として働いていますが、写真の運動では、何が向心力として働いているのですか？

②例えば、加速度aで電車が動いてるとき、電車内の床に置かれた台車の運動(摩擦はないとする)に注目した時、非慣性系の人から見たら、台車はその地点に静止しているように見え、慣性系の人が台車を見たときは、加速度-aで動いているように見えると思うのですが、写真の運動のとき、車の運転手は遠心力により、円の中心から離れるように感じると思うのですが、非慣性系から見た場合、運転手はどのような動きをしているように見えるのですか？

③物体が円運動をする時、物体は作用(向心力)？反作用(遠心力)？により、内側にも外側にも引っ張られず、必ず円軌道上から外れることはないと思うのですが、なぜ、写真のようなとき、運転手は外側に吹き飛ばされるのですか？

ご解答おねがいします。また、この中に間違いなどがあれば、ご指摘おねがいします。

No.6 回答者： syotao 回答日時： 2022/12/20 16:58

No.4のつづき

お礼の文章から
あなたの②の文章を書きかえると、こうです：
②例えば、加速度aで電車が動いてるとき、電車内の床に置かれた台車の運動(摩擦はないとする)に注目した時、駅のホームの人から見たら、台車はその地点に静止しているように見え、電車内の人が台車を見たときは、加速度-aで動いているように見えると思うのですが、

これは全くその通りです。
しかし慣性系、非慣性系の用語の使い方が逆です。
つまり駅にじっといる人が慣性系で、加速して走っている電車内で
じっとしている人が非慣性系です。

No.5 回答者： tknakamuri 回答日時： 2022/12/20 10:35

①タイヤと地面の摩擦カ

②止まってます。
③地上の視点(座標系)なら、座席やハンドルやドアから向心力を受けるから。
車内の視点(座標系)なら、慣性力(遠心力)と座席やハンドルやドアからの力が
釣り合ってるから。

No.4 回答者： syotao 回答日時： 2022/12/19 23:31

②例えば、加速度aで電車が動いてるとき、電車内の床に置かれた台車の運動(摩擦はないとする)に注目した時、非慣性系の人から見たら、台車はその地点に静止しているように見え、慣性系の人が台車を見たときは、加速度-aで動いているように見えると思うのですが、//

んん？、この文章で、慣性系はどれで、非慣性系はどれ？

この回答へのお礼

慣性系が、台車と同じ電車内にいる人で、
非慣性系が、駅のホームにいる(静止している)人です。

お礼日時：2022/12/20 07:33

No.3 回答者： chiha2525 回答日時： 2022/12/19 23:23

１：クルマが向心力を発生させているメカニズムはなかなかに複雑です。

曲がっている時にタイヤの向きとクルマの進行方向にはある程度の角度の差があります。これにより、タイヤの接地した前のあたりが、タイヤが回転して接地している後ろのほうに来ると、上記の角度の差によりタイヤが横方向に引っ張られてねじれたような形になります。タイヤはゴムなので、この横方向の引っ張りを元にもどそうとする力が働き、これがクルマのコーナーリングフォース、つまり向心力となります。

２：質問とは別の話になりますが、運転手が感じる”遠心力”というのは、運転手が向心力をクルマなどから受けて内側に曲がっている状態です。つまり向心力を受け取っているので、それを遠心力と感じているわけですね。
ちなみにクルマだけが曲がって運転手が直進すれば、コントですねｗ

３：外側に吹き飛ばされているのではないです。直進しようとしているだけです。２で書いたようにそれは向心力なので、それがなければ運転手だけが直進しますｗ

この回答へのお礼

>外側に吹き飛ばされているのではないです。直進しようとしているだけです。<

なぜ、遠心力は円の中心の外側に働くのに、円の中心の外側に吹き飛ばされず、直線上に飛ばされるのですか？円の接線方向の加速度は常に0だから、円の接線方向に力速さがあっても力はないはずではないのですか？

お礼日時：2022/12/20 07:48

No.2 回答者： stomachman 回答日時： 2022/12/19 19:17

> これは、観測者の立っている位置によるということでしょうか？

位置は全く関係ありません。観測者がどんな加速度で運動しているかです。

> 車のドアが空いていたら、車の中の人は外に放り出される

「体が車体から受ける抗力」がなければそうなりますね。（だから抗力を得るために、シートや座席にしがみつくでしょうよ。）

この回答へのお礼

>位置は全く関係ありません。観測者がどんな加速度で運動しているかです。<

観測者が静止している場合です。

お礼日時：2022/12/19 19:31

No.1 回答者： stomachman 回答日時： 2022/12/19 18:42

> 何が向心力

タイヤと路面の摩擦力。

> 非慣性系
それがどんな非慣性系なのかによる。

> 内側にも外側にも引っ張られず
いいえ。内側に向心力で引っ張られています。だからこそ直線運動ではなく、円運動するんです。

> 運転手は外側に吹き飛ばされる
それが本当なら、カーブでは人が飛び散って阿鼻叫喚。いいえ、そんなことはない。運転手は遠心力を感じますが、体が車体から受ける抗力で打ち消しています。言い換えれば、運転手も車体が受けるのと同じ大きさの向心力を（車体からの抗力として）受け、従って車体と同じ円運動ができるわけです。

この回答へのお礼

④>それがどんな非慣性系なのかによる<
これは、観測者の立っている位置によるということでしょうか？
僕が思うのは、電車と同様に、非慣性系から見たら運転手は静止しているように見えると思うのですが…

⑤> 運転手は外側に吹き飛ばされる<
もし、車のドアが空いていたら、車の中の人は
外に放り出されるのではと思いました。
つまり、車自身には、摩擦力=遠心力として釣り合いますが、車の中の人は、内側の力が働かず、遠心力のみが働いて、放り出させるのではないかと思いました。

お礼日時：2022/12/19 18:51