等速円運動

定義

等速円運動とは、物体が一定の速さで円軌道を動き続ける運動である。速さは変わらないが、進む向きが常に変化しているため、加速度が存在する運動である。

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ひもにつけたおもりを回している状態を考えるとよい。速さは一定でも、進む方向は円に沿って絶えず変わる。そのため、物体は外へ飛び出そうとし、それを引き止める力が必要になる。

数式

等速円運動では、円の中心に向かう加速度（向心加速度）は次の式で表される。

\[a = \frac{v^2}{r}\]

ここで、\(a\) は加速度（m/s²）、\(v\) は速さ（m/s）、\(r\) は円の半径（m）である。

また、向心力は次のように表される。

\[F = m \frac{v^2}{r}\]

ここで、\(m\) は質量（kg）である。

ポイント

• 速さが一定でも、向きが変わるため加速度は存在する
• 加速度と力は常に円の中心方向を向く（向心）
• 外に引っ張られる「遠心力」は見かけの力であり、実際の力ではない