剛体の回転

質問

剛体の回転に関してですが、例えば、長方形の中心に面に垂直な軸を通して、長方形の角付近を指で押して力を加えると、回転します。しかし、長方形の指で押された部分は加えられた力と同じ方向に進もうとするはずです。
この長方形の力を加えられた部分が長方形全体の回転にどのように作用していくのか考え方を教えていただけないでしょうか？

自分の中では、長方形を剛体として考えれば、モーメントが加えられて回転しはじめたと考えれますが、長方形を構成する分子一つ一つに関して見た場合、どのように分子が相互作用していくかという議論ではないかと考えています。

よろしくお願いします。

回答No.2

hitokotonusi · ベストアンサー

全ての原子間距離が常に一定という理想化を行ったものが剛体なので、剛体といった瞬間に剛体内の全ての点の角速度が等しいという結論が必然的に得られます。

お礼

ありがとうございます。

ということは、力が加えられたとき、原子間距離を保つのは、並進か回転運動しかないから、という解釈でよいでしょうか？

何度も申し訳ありません。

回答No.1

hitokotonusi

加えた力を動径方向と円の接線方向に分解すると、接線成分が回転のトルクを与え、動径方向成分は中心軸で働いている力と釣り合います。

剛体運動のミソは、剛体全体の並進・回転の運動は原子・分子間に働く力(内力)を一切考慮することなく外力だけで扱えるところです。

お礼

回答ありがとうございます。
剛体は剛体内のどの点でも角速度が同じであるという前提のため、トルクが与えられ角速度を持つと、どの点も同じ角速度を持つ、すなわち剛体が回転する、という考え方でよろしいでしょうか？
またそうであるならば、繰り返しになってしまいますが、剛体内のどの点でも角速度が等しいということを剛体を構成する粒子の相互作用から示すことは可能なのでしょうか？