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向心力一定是合外力嗎

2020-06-02 14:08:04文/葉丹

不是的。如果是勻速圓周運(yùn)動(dòng),則合外力完全用來充當(dāng)向心力,合外力完全充當(dāng)向心力是物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的充分必要條件。但物體若只做簡(jiǎn)單的圓周運(yùn)動(dòng),那就不一定了。它的力可以沿各個(gè)方向,只要有向心力分量即可。

向心力一定是合外力嗎

拓展:

在古典力學(xué)中,向心力是當(dāng)物體沿著圓周或者曲線軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),指向圓心(曲率中心)的合外力作用力?!跋蛐牧Α币辉~是從這種合外力作用所產(chǎn)生的效果而命名的。這種效果可以由彈力、重力、摩擦力等任何一力而產(chǎn)生,也可以由幾個(gè)力的合力或其分力提供。

因?yàn)閳A周運(yùn)動(dòng)屬于曲線運(yùn)動(dòng),在做圓周運(yùn)動(dòng)中的物體也同時(shí)會(huì)受到與其速度方向不同的合外力作用。對(duì)于在做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力是一種拉力,其方向隨著物體在圓周軌道上的運(yùn)動(dòng)而不停改變。此拉力沿著圓周半徑指向圓周的中心,所以得名“向心力”。向心力指向圓周中心,且被向心力所控制的物體是沿著切線的方向運(yùn)動(dòng),所以向心力必與受控物體的運(yùn)動(dòng)方向垂直,僅產(chǎn)生速度法線方向上的加速度。因此向心力只改變所控物體的運(yùn)動(dòng)方向,而不改變運(yùn)動(dòng)的速率,即使在非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中也是如此。非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,改變運(yùn)動(dòng)速率的切向加速度并非由向心力產(chǎn)生。

向心力的大小與物體的質(zhì)量(m)、物體運(yùn)動(dòng)圓周半徑的長(zhǎng)度(r)和角速度(ω)有著密切關(guān)系。

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