センター2017物理追試第１問 問１「等速円運動の加速度と力の向き」

そうだね。

円運動の勉強をしたとき，加速度の話は出てこなかった？

その通り！

この”等速”っていうのは，”速さ”が一定という意味なんだよ。”速度”は変化するんだ。

“速さ”は大きさしか持たない”スカラー”だけど，”速度”は大きさと向きを持つ”ベクトル”なんだ。

加速度は「単位時間あたりの速度の変化」なので，大きさが変わらなくても，向きが変われば加速度はあるっていうことなんだよ。

速度の向きは問題の図にある通り，円の接線方向だね。ちょっと進んだときの図を描いてみるよ。

速度の矢印だけ取り出して，速度の変化を考えてみると，ベクトルの引き算になるので，図の向きになるよね。これって円周上の２つの速度の中間点での円の中心方向になるんだ。

そうだよ。等速円運動をしている物体の加速度は中心を向いているから，「向心加速度」っていうんだね。なので，答えは③か④だね。

でもこの問題では「章物体がひもから受ける力」を考えているみたいだよ。円運動に限らず，ひもから受ける力は一般的にどの向きかな？

そうなんだよ。遠心力は慣性力の一種なので，観察する人の立場によって考えたり，考えなかったりするんだよ。

円運動の場合は，静止している人から見ると遠心力は考えない，一緒に円運動している人から見ると遠心力を考えるんだ。この問題では「ひもから受ける力」を考えるから，遠心力を考えるかどうかは関係ないよね。

というわけで，答えは③だね。