동역학을 이용한 롤러코스터 분석

여기서 우리는 물체의 운동을 살펴 힘의 작용방향을 유추할 수 있다. 운동 방향과 작용하는 힘의 방향이 항상 일치하는 것은 아니지만 이 경우 원운동에서 물체에 작용하는 힘의 방향은 원의 중심이다. 즉 원의 중심방향으로 작용하는 구심력이 원의 접선 방향으로 날아가려는 운동을 일정한 원운동으로 만들어 주는 것이다.
그렇다면 우리가 3백60도 회전할 때 원 바깥으로 잡아당겨지는 느낌은 무엇일까? 여기서 작용하는 힘은 회전하는 좌표계에서 생기는 원심력으로 가상적인 힘이다. 즉 좌표계가 움직이면 원래 작용하는 힘의 방향과 반대방향으로 작용해 생겨나는 가상력인 것이다.
단, 여기서 주의해야 할 사실은 가상력은 롤러코스터 내부에 있는 사람만이 느낀다는 점이다. 롤러코스터 바깥에서 그냥 바라보고 있는 사람에게는 회전하는 롤러코스터에서 관찰되는 것은 마찰을 무시하면 구심력과 중력뿐이라는 것을 잊지 말아야 한다. 롤러코스터가 회전의 정점에 있을 때 롤러코스터 내부에 있는 사람은 중력과 구심력의 합력에 해당하는 원심력을 반대방향으로 받기 때문에 떨어지지 않는다.
원심력은 원운동을 하고 있는 물체에 나타나는 관성…(생략)