期間と頻度

円運動とは、物体が円軌道を描く運動であることはわかっています。この動きでは速度は一定です。円運動を特徴とする日常の場面がいくつかあります。上の図に示すように、遊園地、洗濯機の遠心分離機、地球の自転運動などに存在します。

粒子が一様な円運動を描くと想像してみましょう。この場合、一回転に相当する時間は常に同じであり、これを運動周期と呼ぶ。周期は T で表されます。この動きの周波数 (f) は単位時間あたりの回転数に直接関係します。したがって、次のようになります。

f = N
Δt

期間と頻度 物理

ここで、N は時間間隔 Δt 内に実行されるラップの数です。角度の単位を回転とした場合、周波数は角速度(ω)と一致することに注意してください。

周波数は、1 時間あたりの回転数 (rph)、1 分あたりの回転数 (rpm)、1 秒あたりの回転数 (rps) などで表すことができます。国際システムでは、周波数の単位はヘルツ (Hz) で、これは 1 秒あたり 1 回転に相当します。

1 Hz = 1 ヘルツ = 1 rps = 1 秒あたり 1 回転

上の方程式でN = 1とすると、時間間隔Δt は1 周期 ( T ) に等しくなければなりません。

期間と頻度 物理

f = 1
T

期間と頻度 物理

角度単位は無次元であるため、周波数単位では回転という単語を省略できます。

期間と頻度 物理

期間と頻度 物理

以下の例を見てみましょう。

物体が周期 T = 0.20 秒の一様な回転運動をしていると仮定します。動きの周波数をヘルツ単位で計算します。

解決

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