11.3
回転の中心を中心に円運動を行う点質量を考えます。ニュートンの運動の第二法則は、この点に作用する力に質量を与えます。
線形加速度は角加速度で表すことができ、両側に円パスの半径を掛けるとトルクの式が得られます。
慣性モーメントの定義を思い出すと、点質量に加えられるトルクは書き直すことができます。これがニュートンの回転の第二法則です。
ニュートンの回転の第二法則のベクトル形式では、トルクと角加速度は同じ方向にあります。
この回転運動の方程式は、固定軸を中心に回転する任意の剛体に一般化できます。剛体に複数の力が作用している場合、回転ダイナミクスの方程式は、すべてのトルクの合計を使用して表されます。
正味のトルクには外力のみが含まれ、ニュートンの運動の第3法則によりすべての内力が相殺されます。
角度変数は回転力学に導入されます。 角度変数の定義を線形運動学変数の定義と比較すると、線形変数と回転変数のマッピングがあることがわかります。 直線変位、速度、加速度には、回転運動における角変位、角速度、角加速度に相当するものがあります。 回転変数と同様に、ニュートンの運動の第 2 法則と回転運動のニ…
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