등속원운동
[ uniform circular motion , 等速圓運動 ]
- 요약
일정한 속력으로 원을 그리는 운동. 일정한 크기의 구심력이 물체의 운동방향에 수직으로 작용한다.
등속원운동
물체에 외부힘이 작용하면 모양이 변하거나, 운동의 제2법칙에 따라 속력이나 운동방향이 변한다. 이때 물체의 운동방향에 수직인 힘은 운동방향을 변화시키고, 평행한 힘은 물체의 속력을 변화시킨다. 평행한 힘의 성분이 없고 수직인 성분이 일정할 때, 물체는 등속원운동을 한다. 그리고 원의 중심방향으로 작용하여 물체의 운동방향을 바꾸는 힘을 구심력이라 한다.
등속원운동과 구심력
질량이 m인 물체가 속력 v로 반지름 R인 원둘레를 돌기 위해서는 F=m·v²/R의 구심력이 운동방향에 수직으로 작용해야 한다. 물체의 질량이 클수록, 원의 반지름이 작을수록, 그리고 물체의 속력이 클수록 구심력의 크기는 커진다. 무거운 물체와 가벼운 물체를 각각 실에 매달아 돌려보고, 반지름과 속력을 바꾸어가며 돌려보자. 그러면 실이 얼마나 팽팽해지는지와 손에 얼마나 힘을 줘야하는지에서 구심력의 변화를 알 수 있다.
