遠心力は本当にありますか？

Question

学校の授業で遠心力はみかけの力とならいました。
慣性の力とかいっていました（慣性の法則とは違うらしいです）

みかけの力だから当然そんなものは存在しないと思っていたら、
友達が遠心力は実在するに決まっていると言い出しました。

友達がいうには図工のバケツに水をいれてグルングルン回しても
バケツが頭の上にいっても水が落ちて来ないのは遠心力があるからと言います。
いわれてみれば確かにそうだなと思いました。
それにジェットコースターとか乗っていると外へ引っ張られる感じもします。

遠心力は本当にかかっていますか。
それともみかけの力だからそんなもの存在しませんか？
よく分からなくなってきたのでお願いします。

Josquin · Accepted Answer

他の人が書かれているように、観測する場所によって異なります。
回転している物体の外に居れば遠心力はありません。
回転している物体と一緒に回転していれば遠心力はあります。


問題を解くときは、どちらか自分のわかりやすい立場で解けばＯＫです。

回転している物体の外に居るときの運動方程式は
mv^2/r = F　…(1)
（m：質量、v：速さ、r：回転半径、F：向心力、回転運動ではv^2/rが加速度aになります。）

回転している物体と一緒に回転しているときは物体は静止しているように見えるので、加速度a＝0となり、運動方程式は
m・0 = F - mv^2/r　…(2)
または、向心力と遠心力の力のつりあいの式で
F = mv^2/r　…(2)'

いずれにせよ、(1)(2)(2)'という同じ式が出てきます。

debukuro · Answer

あなたの認識は正しいです
回転している物体から見れば存在します
遠心力を受けている物体にしてみれば自分はただ運動量保存の法則にしたがって直進しているだけです
直進しようとする物体を回転中心から一定の距無に無理矢理に引き止めるから発生する見かけの力です

それが証拠に遠心力を受けた物体は回転中心から半径の方向に飛び出すのではなく回転する円の接線方向に飛び出します

Tori_30 · Answer

慣性の力・・・その認識は正しいと言える。

例に挙げたバケツの水。
むしろ、バケツが頭上に来た時にバケツの水は空高く飛んでかなきゃいけないんだよ。
バケツが頭上に来た＝バケツを頭上に打ち上げた(重力に逆らって）、だから。
慣性の法則に従ってバケツの水は上の方に向かって進み続けなくちゃいけない。重力に引かれて落ちるまではね。

バケツの水は上に進もうとする。その動きを抑えているのは何か？水は何に入ってた？
そう。バケツだよ。バケツから反作用を受けて中の水は留まっているんだよ。
あたかもそれは回転の中心からバケツに向かってなんらかの力が働いているように”見える”。でも実際に力を及ぼしてるのは、まずはバケツ。そしてそのバケツを持ってる手なんだよね。
手を離してみよう。そしたらバケツは飛んでいく。どの方向に？その時点で進んでいた方向に。円の”接線”方向に飛んでいくんだよ。(接線とは？円の中心を通る直線に対し直角で、円周上の点を通る直線のこと。例えば、丸い筒を地面に置いてみる。この時、地面の線がその円に対する接線になる。）

遠心力とは。
実は遠心力というものは”存在しない”。見かけ上あるように見える力。
実際にあるのは”向心力”。飛んでいこうとするバケツと水を留めている力。大元は回転の中心。そこから腕を通って伝わっている。
バケツが中心から離れていく力ではなく、バケツを中心に向かって引っ張る力、というのが実際のところだよ。


(バケツの中で）横向きに力を感じないのは何故か？接線方向に進むなら何故”法線”方向(法線とは円の中心を通る直線。）に力が働くのか？ここを疑問に思うかもしれないね。
これは、微分を使うと簡単に分かるんだけど・・・言葉で説明するとゴチャゴチャしちゃうかもしれない。
かいつまんで言えば、接線方向に真っ直ぐ進んでいるものに力を加え、円周上を進ませるからなんだけど。その瞬間その瞬間で進路と直角方向に力を加えて真っ直ぐな線を円にしてるイメージとでも言うのか・・・。
この辺はまた調べてみてね。

taka108 · Answer

遠心力は、基準とする状態によって変わってきます。
たとえば、地球は自転していますが、地上では地面は
静止しているように見えます。
しかし、物をはかりにのせたときの重さは、同じ物で
も地球の緯度によって変わってきます。
これは、地球の回転から受ける遠心力が緯度によって
変わってくるからです。
基準とする状態を地上においた場合、遠心力は存在す
るということが分かります。低気圧が渦巻き型になる
のも一種の遠心力が働くからです。
遠心力は、視点によって変化するものなので見かけの
力ということになります。

理系の場合、高校で運動の法則を学ぶと思います。
そこでは、以下の３つの法則から物体の運動を説明し
ます。
・慣性の法則
・運動方程式
・作用・反作用の法則
これらは、見る視点によって変化しません。
これらの方が遠心力よりも根源的なもので、この３つ
から遠心力は説明できます。

なお、勉強が進むと、もうひとつ法則が現れます。
・光の速度は、基準とする状態によらず不変である。
これが相対性理論の入り口になります。

goodn1ght · Answer

コーナーを走っただけで理解できませんか？

遠心力は本当にありますか？

他の人が書かれているように、観測する場所によって異なります。

あなたの認識は正しいです

慣性の力・・・その認識は正しいと言える。

遠心力は、基準とする状態によって変わってきます。

コーナーを走っただけで理解できませんか？

この回答への補足

似たような質問が見つかりました

このQ&Aを見た人はこんなQ&Aも見ています

関連するカテゴリからQ&Aを探す

このQ&Aを見た人がよく見るQ&A

デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング

マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング