設定:自転車が速さ \(v = 20\) m/s で半径 \(r = 800\) m の円弧上の道を走る。質量 \(m = 60\) kg の運転手が受ける遠心力の大きさを求める。
遠心力は回転系(自転車と一緒に動く系)から見た見かけの力で、大きさは向心力と同じで向きは外向きです:
$$ F = \frac{mv^2}{r} $$数値を代入します:
$$ F = \frac{60 \times 20^2}{800} = \frac{60 \times 400}{800} = \frac{24000}{800} = 30 \text{ N} $$力を列挙する際は、①重力 ②垂直抗力 ③張力 ④摩擦力 ⑤弾性力 の順に確認し、接触力と遠隔力を分けて図示すると見落としを防げます。
遠心力は「回転する系」での見かけの力。大きさは \(\dfrac{mv^2}{r} = mr\omega^2\)、向きは円の中心から外向き。地上の慣性系では遠心力は存在せず、摩擦力(向心力)のみが働く。