원운동 계산기

원운동은 물체가 중심 주위의 원형 경로를 따라 움직이는 운동입니다. 속력이 일정해도 속도에는 방향이 포함되므로 속도는 변합니다. 이처럼 방향이 계속 바뀌려면 안쪽으로 향하는 가속도가 필요하며 이를 구심 가속도라고 합니다. 크기는 a = v² ÷ r이며 v는 접선 속도, r은 경로의 반지름입니다. 가속도는 진행 방향이 아니라 항상 중심을 향합니다. 뉴턴의 제이법칙은 이 가속도와 구심력을 연결합니다. 질량을 곱하면 F = m × v² ÷ r입니다. 구심력은 별도의 물리적 상호작용이 아니라 장력, 중력, 마찰력, 수직항력 또는 다른 실제 상호작용이 제공하는 안쪽 방향의 알짜힘을 뜻합니다. 회전하는 공에는 줄이, 회전하는 자동차에는 타이어 마찰이, 궤도를 도는 위성에는 중력이 이 힘을 제공합니다. 식에서 유용한 경향을 알 수 있습니다. 속력과 반지름이 같을 때 질량이 두 배가 되면 필요한 힘도 두 배입니다. 속력이 두 배가 되면 속도의 제곱에 비례하므로 가속도와 힘이 모두 네 배가 됩니다. 반지름이 커지면 필요한 가속도와 힘은 줄어들어 같은 속력에서는 넓게 돌수록 회전이 완만합니다. 힘의 식을 정리하면 v = F × r ÷ m의 제곱근, r = m × v² ÷ F가 되어 여러 미지수를 구할 수 있습니다. 이러한 관계는 일상의 회전, 회전 기계, 실험 시연, 이상적인 궤도 운동을 비교하는 데 도움이 됩니다. 모든 입력은 킬로그램, 미터, 초, 뉴턴의 SI 단위를 사용합니다. 속력을 입력하기 전에 킬로미터 매시 값을 3.6으로 나누어 미터 매초로 바꾸세요. 반지름은 회전축에서 물체의 질량중심까지의 거리입니다. 계산은 일정한 속력과 원형 경로를 가정하며 속력 변화, 경사각, 공기역학적 효과, 구조 변형 또는 안전 한계는 모델링하지 않습니다. 공학 및 놀이기구 관련 결정에는 이 이상화된 결과 외에 동적 하중과 적절한 안전계수를 고려해야 합니다.