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[問題]為何物體作等速率圓周運動,受力是向心力

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留言32則留言,9人參與討論
推噓9 ( 9023 )
最近在自學大一普物,讀到等速率圓週運動的部分,我看水管的教學影片, 都說物體作等速率圓週運動時,受到的力就是向心力。 若是物體被綁在繩子上作圓周運動,例如錐動擺,張力提供向心力。 若是車子轉彎,靜摩擦力提供向心力。 若是行星繞著恆星轉,萬有引力提供向心力。 我在水管教學影片上看到的說明是, 物體做等速率但改變運動方向的運動,就是受向心力。 但我不懂以上這句話為何成立, 為何物體等速率且同時改變運動方向,就一定是受向心力呢? 另一個例子,就是人坐在車子裡面,車子突然急轉彎,那車子內的人就會向外甩, 這個情況,車子轉彎,車子內的人受到的是向內的力,所以人依照慣性會向外甩, 但是為何人所受向內的力,就可以被稱作是向心力呢? 向內應該不能直接衍伸成向心吧?? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 111.125.132.128 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1692514484.A.EA8.html

32 則留言

leptoneta, 1F
牛頓第一運動定律 若物體不受外力 運動狀態不會改變

crazyjonas, 2F
向內的力以直角座標分解為兩互垂直分量,與速度平行

crazyjonas, 3F
的分量稱為切線加速度,會改變速度快慢;與速度垂直

crazyjonas, 4F
的分量稱為法線加速度或向心加速度,因為法線必通過

crazyjonas, 5F
圓心
法線必過圓心,觀察圓周運動的過程,似乎真的是這樣,但是請問有更General的解釋嗎?
※ 編輯: TKB5566 (111.125.132.128 臺灣), 08/20/2023 16:52:21

WuCH1022, 6F
轉彎時的向心力 車子是地面摩擦力

WuCH1022, 7F
人則需要對車子出力才會獲得向心力

WuCH1022, 8F
不信你把車門拆了不綁安全帶然後高速轉彎試試看

tim32142000, 9F
等速率的限制,切線加速度等於0

crazyjonas, 10F
法線會通過曲率中心 是數學定義。更白話的話,或許可

crazyjonas, 11F
說 要改變前進方向 必定需要與前進方向垂直的力 也就

crazyjonas, 12F
是法線方向的力並造成法線加速度 而法線加速度與速度

crazyjonas, 13F
的比例 可定義出曲率中心。
所以能夠改變物體運動方向的力,會成為向心力,是因為數學定義的關係? 也就是說不是先有一個圓和圓心讓向心力去指向,而是透過向心力畫出一個圓, 然後這個圓必然可讓向心力指向圓心?
※ 編輯: TKB5566 (36.229.151.228 臺灣), 08/20/2023 22:18:40

crazyjonas, 14F
建議閱讀等速圓周運動向心加速度公式的推理過程 或許

crazyjonas, 15F
會更能感受向心加速度(及向心力)必指向圓心的現象。

crazyjonas, 16F
前述的 法線必通過曲率中心 說是數學上的定義或許不

crazyjonas, 17F
太對 或許說是數學上必然的結果比較適當。

comeandgo, 18F
就翻譯誤導而已 我上課都叫轉向力 比較直覺 數學上如前

comeandgo, 19F
幾樓所說沒什麼錯

void, 20F
沒有什麼誤導 他標題都說等速率圓周運動那該向內的力向量方

void, 21F
向必然通過圓心阿

HDT, 22F
誤導什麼了?

ithic, 23F
原po的標題雖然是等速率圓周運動,但我感覺上色卡住的點是

ithic, 24F
當推廣到等速率轉彎時,不一定會有一個固定不變的圓心和半

ithic, 25F
徑(例如法線加速度不斷改變),所以不知道能不能稱之為向

ithic, 26F
心力?

ithic, 27F
如果問題是在這,那可以思考任何一個「瞬間」都可以找出當

ithic, 28F
下的圓跟對應的向心力,沒有要求整個運動過程都要保持一致

ithic, 29F

sputtering, 30F
抗拒向心加速度(法線加速度)是慣性力(離心力),當繩子

sputtering, 31F
繩子放開,石頭會因慣性沿著切線方向前進

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