

角速度ωは「単位時間あたりにどれだけ回転角が進むか」を表す量で、基本の定義は ω=θ/t です。
ここでθは角度ですが、角速度では度(°)ではなくラジアン(rad)を使うのが原則です。
理由はシンプルで、回転の“長さ”と直結するのがラジアンだからです(弧の長さ=半径×θでつながる)。
建築現場での感覚に寄せると、例えば「ある丸ノコの回転が速い/遅い」を“角度”で見たものが角速度で、後述する周速度(外周が何m/sで走っているか)に変換すると安全確認や仕様照合に使えます。
単位はrad/sで、rad(角度)をs(時間)で割るため、見た目どおり「ラジアン毎秒」になります。
ありがちなミスは「θを度で入れる」ことです。
例えば90°をt=0.5sで回したからω=180°/s、と書くと式の形は同じでも、以降の式(v=rωなど)で破綻します。
必ず 180°=π rad、360°=2π rad を使って “radに直してから” 入力します。
参考:周期と角速度の関係(ω=2π/T)や回転数の定義がまとまっており、導出の考え方の確認に使えます。
Try IT:周期Tと回転数n(ω=2π/T、回転数は逆数)
周期Tは「1回転するのにかかる時間」です。
1回転は360°ですが、ラジアンでは2πradなので、角速度ωは「2πradをTsで割ったもの」になり、ω=2π/T が得られます。
この公式は、現場で“時間ベース”の計測ができる時に強いです。
例えば、回転体にマーキングしてストップウォッチで10回転の時間を測り、平均周期を出せば、回転が安定していない機器でも概算できます。
回転がふらつく設備(仮設の攪拌機、簡易治具など)ほど、瞬間値より平均周期で判断した方が、工程管理の説明が通りやすいこともあります。
また、設備仕様書で「周波数」や「回転数」しか書かれていないケースでも、まず周期Tに落とせば「1回転=2π」を軸に式がつながっていきます。
設計・施工の打合せで、単位が混在しても式のつなぎ替えができる人は強いです。
回転数nは「1秒間に何回転するか」で、単位は回転/sですが、一般にはHz(ヘルツ)で表します。
周期T(1回転の秒数)と回転数n(1秒の回数)は逆数なので、n=1/T です。
ここから角速度は、1回転=2πradなので、ω=2πn が成り立ちます。
つまり、仕様が「n=10Hz」なら、角速度は ω=2π×10=20πrad/s と一発で出ます。
一方、建築現場で最も出会うのはrpm(毎分回転数、min⁻¹)です。
rpmを角速度にする定番手順は次のとおりです(単位を“必ず”書いて追跡します)。
・回転数がNrpm(=Nmin⁻¹)
・1分=60秒なので、nHz=N/60
・ω=2πn なので、ω=2π×(N/60)=(2πN)/60
例えば 7,000rpm なら、n=7000/60≒116.7Hz、ω≒2π×116.7≒733rad/s です。
この「rpm→Hz→rad/s」の2段階変換は、計算ミスを減らす型としておすすめです。
建築の実務で角速度が“効く”のは、周速度(外周の速さ)と結びつけて安全や仕様適合を説明できる点です。
研削といし(砥石)は最高使用周速度が定められており、これを超える回転で使ってはいけない、という考え方が示されています。
周速度は「外周の一点が1秒間に進む距離」で、単位はm/sです。
(一財)中小建設業特別教育協会の解説では、外径と回転数から周速度を求める式として「外径(mm)×円周率(3.14)×回転数(min⁻¹)÷60÷1000」が提示されています。
この式は、物理の式 v=rω を“現場の単位系”に落としたものだと見ると理解が速いです。
直径Dの円周はπDなので、1回転で進む距離はπD、1分でN回転なら1分の距離はπDN、秒に直すから÷60、mm→mに直すから÷1000、という積み上げです。
・安全チェックの実装例(グラインダ+砥石)
逆に同じ180mmで8,000rpmだと、周速度は約75.36m/sとなり、72m/sを超えるので危険、という例も示されています。
角速度の公式を覚えるだけで終わらせず、「周速度上限=安全の上限」とつないで説明できると、KY(危険予知)や手順書の説得力が上がります。
参考:砥石の最高使用周速度と回転数・外径の関係、換算表、具体例が掲載されています。
中小建設業特別教育協会:研削といしの安全(周速度計算式・換算例)
検索上位では「等速円運動(一定の角速度)」として説明されることが多い一方、現場の回転は“だいたい一定”で、負荷で回転数が落ちたり、起動直後だけ急に上がったりします。
そこで独自視点として、角速度ωを「平均」と「最大(ピーク)」に分けて扱うと、トラブル予防に効きます。
平均角速度は、たとえば10回転に要した時間t10を測って ωavg=2π×10/t10 で出します。
一方、ピークは仕様値(無負荷回転数)や測定器(タコメータ)で把握し、砥石や刃物の最高使用周速度の検討はピーク側で見ます。
平均でOKでもピークでアウトなら危険、という整理ができると、「なぜ回転数を確認するのか」を新人に説明しやすくなります。
さらに、角速度の変化があるなら角加速度α(α=Δω/Δt)を見ておくと、起動時の負荷や反動の評価にもつながります。
例えば回転工具の起動で手首が持っていかれる感覚は、「回転数が高い」だけでなく「短時間でωが立ち上がる(αが大きい)」ことが一因です。
施工計画で治具固定や保持姿勢を考える際、ωとαを言語化できると、経験則が“再現可能な安全ルール”になります。
表:よく使う変換チートシート(メモ用)
・1回転=2π rad
・nHz=1/Ts
・ωrad/s=2πn=2π/T
・Nrpm→nHz=N/60
・Nrpm→ωrad/s=2π(N/60)
・外径Dmm, 回転数Nrpm→周速度vm/s=D×3.14×N÷60÷1000
現場で一番多いミスは「rpmのまま式に入れてしまう」「直径と半径を取り違える」「mmとmを混ぜる」の3つです。
チェックのコツは、最後に“桁”を見ることです(例えば180mmで7000rpmなら、外周は時速200km級のオーダーになり得る、という直感と合うか)。
数式は冷たいですが、現場の安全確認では「直感の裏取り」として最も強い道具になります。

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