ボールの輪

カプセル装置を激しく揺り動かしてボールの運動の様子を見ることで、遠心力を学ぶ。

展示では、球体の装置を回すことで、中に入ったボールが装置の壁に沿って円運動をする様子を観察できます。

座標系とは、ある物体の位置や運動を表すときに使用する基準（原点や軸）のことです。この運動では、回転座標系（ボールと一緒に回転する視点）と慣性座標系（外から観察する視点）で異なる見方ができます。

回転座標系は、遊園地の回転ブランコに乗っているようなイメージです。外側に引っ張られるような「遠心力」を感じますね。しかし実際には外側方向に動くわけではありません。これは、遠心力とロープから引っ張られる力（展示の場合は壁から押される力）である向心力が釣り合っているからです。

一方で、慣性座標系から見た際には「遠心力」は登場しません。外にいる観察者から見た場合、回転しているボールには壁からの垂直抗力などが加わっています。これらの合力が、結果として回転の中心方向に「向心力」として働いています。力が中心方向に働き続けることで、ボールは回転運動を続けることができるのです。