解決済み
物理の質問です。
面が粗い回転テーブルの上に小物体を置き、回転テーブルを等速円運動させると、小物体も等速円運動をしますよね。この時、向心力は摩擦力になりますが（そもそも小物体には摩擦力しか働いて居ないので他の力は向心力にはなりえないですよね^^;）、これはなぜでしょうか？摩擦力は運動を妨げる向きに働き、そして、小物体の運動の向きは速度の向きと同じで円の接線方向なので、摩擦力は円の接線方向とは反対向きに働くのではないのでしょうか？この考えだと摩擦力の向きが円の中心方向にならないのですが…
何か勘違いをしていると思うので是非ご指摘下さい。
回答宜しくお願い致します。
ベストアンサー
質問者様が「摩擦力は運動を妨げる方向に働いているはず」と引っかかっているのは、動摩擦力のことを指しているから、または、「何に対する」運動かを捉え切れていないからだと考えます。
小物体は「回転テーブルに対して静止」しています。小物体から見ればコーヒーカップの上のように、遠心力という見かけの力が働き、それで吹っ飛ばされないように中心方向に静止摩擦力が働いていると考えられます。
それを外の観測者が見たときに、摩擦が中心方向に働いて小物体に円運動をさせていると言えるのです。
円の接線方向については、小物体は回転テーブルとの間でガリガリと動摩擦力が働いているわけではありません。
また、円運動は中心方向に加速度を生じることで速度の向きのみを回転させているので、運動を阻害しているという直感とは少し異なります。(ためしに円の接線方向に速度とは逆向きの力をかけてみると、円運動どころではなく単純に減速して止まってしまうイメージ)
質問者からのお礼コメント
本当に助かりました！ありがとうございます🙇