等速円運動

1.角度

角という量を、度“° ”とは異なる目盛り“ラジアン(rad)”ではかる。

角の単位 ラジアン: 一周の角を2πと定めた単位
角の単位 度    : 一周の角を360と定めた単位

右図より、一周の長さ b と、弧 a の長さの比は、一周の角度に対する弧の角度の比に等しい。

上式より、弧 a の長さがわかる。

ラジアンは(rad)と表されることがあるが、ほとんどの 場合単位名をつけない。
単位名がついていない(“° ”がついていない)角の単位はラジアン である。

● 度“° ”を使わずにラジアンを使うといいことがあるか?

例えば、右図の弧 x の長さを求めたいとき

度“° ”の場合

角度360°での弧の長さ=円周=2πr

角度30°での弧の長さ=x (求めたい量)

一周の長さと、弧 x の長さの比は、一周の角度に対する弧の角度の比に等しい。したがって、次式が成立。

30°/360°=x/2πr

この式より、弧の長さがわかる。

x=πr/6

ラジアンの場合

弧の長さ=角(ラジアン)× 半径

x=π/6 r

ラジアンでは弧の長さがすぐにわかる。

半径rの円の円周の長さは2πr。 このときの中心角は2π(rad) 半径rの円の半分の弧の長さはπr。 このときの中心角はπ(rad)
半径rの円の1/4の部分の弧の長さはπr/2。 このときの中心角はπ/2(rad) 半径rの円の一部分、中心角θである弧の長さは? θr(rad)

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等速円運動と万有引力 2/8