フラフープを傾けて転がすと・・・

質問

フラフープを傾けた(バンクさせた)状態で転がすと、
傾けたほうに旋回していくのは経験的にわかりますが、
この現象は物理的にはどのように証明すればよいのでしょうか。

回答お願いいたします。

回答No.1

debukuro · ベストアンサー

運動の合成です
フラフープの1点の前進方向への運動成分を考えます
この点は前方への運動と重力によって倒れる横方向の二つの運動力を受けます
この二つの運動を合成するとこの１点は進行方向と倒れる方向を合成した斜めの方向に移動することになります
この状態でのフラフープは剛体とみなせるので一体となって傾いた方向に旋回します
この運動を「歳差運動」といいます
地軸の方向が味噌擂り運動をしていることからこう呼ばれるのです

お礼

ご回答ありがとうございます。

歳差運動が切り口なんですね。
力学を勉強してみます。

ありがとうございます。

補足

ご回答ありがとうございました。

歳差運動について理解不足なため、質問させてください。

歳差運動を調べたところ、説明にコマを使っているサイトが多かった
ので、コマの歳差運動をここでは考えさせてください。

コマが反時計回りで回転している場合に、
重力が回転軸を東側へ傾けたとします。
このとき回転軸は北側へ傾かせるモーメントを受けるため、
歳差運動が生じるとのことです。
この北側へ傾かせるモーメントがなぜ生じるのかを理解することが
できませんでした。

これにつきましてご回答いただけませんでしょうか。

（私の感覚では、コマが倒れないのは慣性によるものであるとすれば、
軸が傾き運動方向が変わることで慣性に
より南側へモーメントが働くように思ってしまうのですが。）