等速円運動の正射影
高校の物理で、生徒が苦手としやすい「単振動」
今回はこの単振動のイメージを伝えるべく、等速円運動と単振動の関係性をアニメーションで見やすくしてみました!
そもそも単振動ってなに???
「単振動ってなんだよ!!」って声もありそうなので、簡単に単振動の説明もしておきます。
一番簡単に言うと、ばねについた物体を引っ張って離すとする、びよんびよんさせたアレ。
あれが単振動です。
ばねによって往復運動をくり返すと思いますが、あれが最も単純な単振動の例ですね。
あの運動を学問的に紐解いていくと、「等速円運動の正射影」ってことになります。
等速円運動ってなに??
次に聞こえてきそうなのが「等速円運動ってなに??」ですね。
これは読んで字のごとく、「円周上を一定の速さで運動すること」です。
馴染みのあるもので言えば、地球の公転です。
地球は太陽のまわりを1年かけて1周していますが、これはほぼ等速円運動です。
(正確には正円ではなく楕円軌道らしいのですが。。。)
探せばいろいろあります。扇風機やシーリングファンも等速円運動ですね。
正射影ってなに??
そして最後が、「正射影ってなんだ??」って声ですね。
正射影というのは、影だけを追ったものです。
円運動はぐるぐると平面上を運動しますが、その縦の動きのみ(もしくは横の動きのみ)に注目してあげたものが正射影です。
実際にアニメーションを見てもらえたら、何となくわかってもらえるかなと思います。
単振動と等速円運動の関係
このように単振動と等速円運動には密接な関係があります。
一見関係なさそうなこの2つの運動に関係性があるのって、なんだか不思議ですよね。
ばねをびよんびよんさせることと、円周上で物体が動くこと。
この2つをしっかり関連させながら学べると、高校物理の単振動は理解しやすいので
参考にしてみてください!