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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
leptoneta: 牛頓第一運動定律 若物體不受外力 運動狀態不會改變 08/20 16:13
crazyjonas: 向內的力以直角座標分解為兩互垂直分量,與速度平行 08/20 16:35
crazyjonas: 的分量稱為切線加速度,會改變速度快慢;與速度垂直 08/20 16:35
crazyjonas: 的分量稱為法線加速度或向心加速度,因為法線必通過 08/20 16:35
crazyjonas: 圓心 08/20 16:35
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: 轉彎時的向心力 車子是地面摩擦力 08/20 16:58
WuCH1022: 人則需要對車子出力才會獲得向心力 08/20 16:59
WuCH1022: 不信你把車門拆了不綁安全帶然後高速轉彎試試看 08/20 16:59
tim32142000: 等速率的限制,切線加速度等於0 08/20 18:50
crazyjonas: 法線會通過曲率中心 是數學定義。更白話的話,或許可 08/20 19:15
crazyjonas: 說 要改變前進方向 必定需要與前進方向垂直的力 也就 08/20 19:15
crazyjonas: 是法線方向的力並造成法線加速度 而法線加速度與速度 08/20 19:15
crazyjonas: 的比例 可定義出曲率中心。 08/20 19:15
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: 建議閱讀等速圓周運動向心加速度公式的推理過程 或許 08/21 03:08
crazyjonas: 會更能感受向心加速度(及向心力)必指向圓心的現象。 08/21 03:08
crazyjonas: 前述的 法線必通過曲率中心 說是數學上的定義或許不 08/21 03:18
crazyjonas: 太對 或許說是數學上必然的結果比較適當。 08/21 03:18
comeandgo: 就翻譯誤導而已 我上課都叫轉向力 比較直覺 數學上如前 08/21 03:23
comeandgo: 幾樓所說沒什麼錯 08/21 03:23
void: 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 08/21 04:59
void: 向必然通過圓心阿 08/21 04:59
HDT: 誤導什麼了? 08/21 08:52
ithic: 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 08/21 22:18
ithic: 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 08/21 22:18
ithic: 徑(例如法線加速度不斷改變),所以不知道能不能稱之為向 08/21 22:18
ithic: 心力? 08/21 22:18
ithic: 如果問題是在這,那可以思考任何一個「瞬間」都可以找出當 08/21 22:24
ithic: 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 08/21 22:24
ithic: 。 08/21 22:24
sputtering: 抗拒向心加速度(法線加速度)是慣性力(離心力),當繩子 09/12 10:46
sputtering: 繩子放開,石頭會因慣性沿著切線方向前進 09/12 10:48
sputtering: https://www.youtube.com/watch?v=m9BXZjirqPc 09/12 10:56
fragmentwing: 物體本來等速向前 被向心力(重力或是繩子的張力) 02/29 13:52
fragmentwing: 拉住 剛好又形成物體往前但與被拉的距離通算後與向 02/29 13:53
fragmentwing: 心力的心距離不變 才變成等速率圓周運動 02/29 13:53
fragmentwing: 而這個“剛好”其實很容易達成 以竹蟬為例 只要沒有 02/29 13:55
fragmentwing: 甩到繩子斷掉 這個“剛好”必定會在竹蟬有足夠動能 02/29 13:55
fragmentwing: 後 在繩子的受力極限內達成 02/29 13:55