遠心力の問題


インストラクター学科試験に遠心力の問題が出たとの情報により、すでに終わっていますが、今後の知識のためにまとめておきましょう。。。
問題の種類はこんな感じですね。。。
スピードが(速い・遅い)と遠心力が強くなる
斜度が(急・緩やか)だと遠心力が強くなる
ターン弧が(大きい・小さい)と遠心力が強くなる
まぁ、選択問題なら確率は二分の一。。。ですけどね。。。


通常、遠心力は下記の式で計算されます。
遠心力(F)=質量(m)×速度の二乗(V×V)/半径(r)
または
遠心力(F)=質量(m)×半径(r)×W×W(角速度の二乗)
これを知っていれば、答えは出せます。
でも、指導教本には載ってないですよね~(もしかしたら載ってる?)
が、問題には公式が提示されていないようなので、知識で解かなければいかないわけですよね。。。
まず、遠心力とは何でしょう。。。
ターンの外向きに働く力。。。。では、ありません。
遠心力とは、回転する物体がその向心力に反して外に飛び出そうとするみかけの力です。
そう見せかけです。。実際にはターン外側に働く力はありません。
向心力がなければ、物体は直線に動きます。
そこに向心力(ターンの中心方向への力)を与えると円運動となります。
車に乗っていて急にカーブをすると体がターン外側に振られますよね。。
でも実際はターン外側ではなく、慣性方向である今まで進んでいた直進方向へ進もうとしているだけなんです。
でも、何となく外に飛ばされてるから遠心力。。。って感じです。
その辺を踏まえて、問題解説してみましょう。。。
まずは、
スピードが(速い・遅い)と遠心力が強くなる
車の説明でイメージ湧きそうですね。
ゆっくりのスピードと早いスピードで走っている車が、同じカーブにさしかかった。。どっちが体が振られるか。。。。早いスピードですよね。。。(簡単)
斜度が(急・緩やか)だと遠心力が強くなる
これは、ちょっと後回し。
最後は
ターン弧が(大きい・小さい)と遠心力が強くなる
これも車でイメージします。同じスピードで走っている車。ゆるやかなカーブと急カーブどっちが体が振られますか?。。。。急カーブですよね。。。
で、斜度の違いの問題ですが、
前提条件は、初速とターン弧が同じなんです。
斜度の違いで何が変わるのかというと、重力の働きによる加速度が違います。
つまり、斜度が急になることでスピードがどんどん上がる。
つまりスピードが早いので遠心力も強くなる。ということなんです。
しかも、スピード上がれば遠心力の働きによって(遠心力じゃないけど)ターン弧は自然と大きくなります。(車だとオーバーステアリングとか言いますよね?自信なし)
にもかかわらず、前提としてターン弧は同じですから、相対的にターン弧は小さくなります。
スピードも上がり、相対的だけどターン弧も小さくなるので、遠心力は大きくなるんですね。。。
この説明だと、遠心力の公式が無くても答えは導けます。
いかがでしょうか?何となくイメージつかめました?
あまり使わない知識ですが、公式は知らなくても
遠心力は、速度の二乗に比例し、半径に反比例する。と知っていれば役に立ちます。
速度が早くなるほど、半径が小さいほど遠心力は大きくなります。
ちなみに、車と違ってスノーボード中は外に飛び出す力を感じませんよね?
それは、内傾をとることで遠心力とのバランスが取れるからなんですよ。。。
競輪や車のサーキットにバンクがついているのも遠心力に飛ばされないためです。
良くみると、高速道路や鉄道もカーブのきついところは傾いています。
スノーボードの角付けもバンクの一種です。
全て物理に支配されているんですね。。。ちょっと雑学っぽい。。。
試験としてではなくイントラとして知っていても役立ちますよ。。。
では。
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