Unity(2D) Rigidbody2DのAddTorqueを用いて、オブジェクトが1秒間に1回転するような回転の力を加えたいなど

Question

前提

オブジェクトの質量は1です。
angularVelocityを直接弄る（360とするなど）のは、物理演算上不自然になる（らしい）ため避けたいです。
重力や摩擦、回転の抵抗は無しです。

実現したいこと

１、オブジェクトは回転していない状態で、Rigidbody2DのAddTorqueにてオブジェクトが1秒間に1回転するような回転の力を加えたいです。

２、現在の回転速度に対してある力を加えた場合にどれくらいの回転速度になるかを算出し、
回転の制限速度を超えないならばそのままAddTorque
回転の制限速度を超えるならば、制限速度を超えない範囲でAddTorque
のようにしたいです。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Unityのバージョンは 2021.3.8f1 です。

私の理解度の参考として・・・そもそもangularVelocity＝360で1秒1回転となること自体、Debug.Log(rb.angularVelocity);　にて目視確認で突き止めたため、理屈が分かっていないです。

Comments

[uniNewbie]

タグを忘れました。C#です。

Answer 1

angularVelocity = 360で1秒1回転となることについては、angularVelocityのリファレンスページにある...

角度 / 秒で示される角速度

との記述から説明できるかと思います。angularVelocity = 360というのは秒速360°を表しますので、つまり毎秒1回転というわけですね。

制限速度を超えないようにAddTorqueを行う件については、AddTorqueのリファレンスページに例示されている...

using UnityEngine;

public class TorqueRotationExample : MonoBehaviour
{
    // Add an impulse which produces a change in angular velocity (specified in degrees).
    public void AddTorqueImpulse(float angularChangeInDegrees)
    {
        var body = GetComponent<Rigidbody2D>();
        var impulse = (angularChangeInDegrees * Mathf.Deg2Rad) * body.inertia;

        body.AddTorque(impulse, ForceMode2D.Impulse);
    }
}

がご参考になるんじゃないでしょうか。あれをベースに、一例としては下記のようなコードでどうでしょう。

using UnityEngine;

[RequireComponent(typeof(Rigidbody2D))]
public class AddTorqueTest : MonoBehaviour
{
    // 角速度の限界の絶対値
    [SerializeField][Range(0.0f, 1440.0f)] private float angularVelocityLimit = 720.0f;

    private new Rigidbody2D rigidbody;

    private void Start()
    {
        this.rigidbody = this.GetComponent<Rigidbody2D>();

        // 挙動の確認のための下準備として、Start時にランダムな角速度を与えておく
        this.rigidbody.angularVelocity = Random.Range(-360.0f, 360.0f);
    }

    private void Update()
    {
        if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space))
        {
            // 現在の角速度を取得し...
            var currentAngularVelocity = this.rigidbody.angularVelocity;

            // 現在の角速度に対して1秒間に1回転...つまり360°/秒の
            // 角速度変化を与えると、新しい角速度はこうなる
            var newAngularVelocity = currentAngularVelocity + 360.0f;

            // 新しい角速度が限界角速度を超えないようクランプし...
            newAngularVelocity = Mathf.Clamp(newAngularVelocity, -this.angularVelocityLimit, this.angularVelocityLimit);

            // 新しい角速度から現在の角速度を引いて角速度変化とする
            var angularVelocityChange = newAngularVelocity - currentAngularVelocity;

            // 角速度変化を弧度法に直して、さらに慣性モーメントをかけると角運動量変化が得られる
            var impulse = angularVelocityChange * Mathf.Deg2Rad * this.rigidbody.inertia;

            // オブジェクトの角運動量を変化させる
            this.rigidbody.AddTorque(impulse, ForceMode2D.Impulse);
        }
    }
}

Comments

[uniNewbie]

ご回答ありがとうございます。
まさに、やりたいことど真ん中です！

＞// 角速度変化を弧度法に直して、さらに慣性モーメントをかけると角運動量変化が得られる
自分でも調べていたのですが、このあたりが自力では見つけることが出来ずでした。