Re: [請益] 國三理化請教
※ 引述《jacky123 (就是要衝)》之銘言:
: 各位老師好!
: 有兩個題目想向大家請教
: 1.由於地球會自轉,所以人在地球上會受到地球引力W與向心力F,請問F與W之關係?
: (A)F=W (B)F<W (C)F>W (D)無法判斷
: 答案:(B)地球引力會大於向心力。
: 已有在tutor版爬文,但還是不甚理解。
: 我的想法是當人在地表上隨著地球自轉時
: 地球引力和向心力不都指向地心嗎?要如何比較大小呢?
: 有種說法說,若是向心力小於地心引力,則人會被甩出去==>所以要F<W
: 看似好像有道理,但我無法從向心力的定義中去理解。
: 有沒有實際可算出地球引力與向心力再來比較大小呢?
想想看,人造衛星上的人為什麼處在失重狀態,
因為萬有引力完全被拿來做為向心力之使用
如果萬有引力大於人造衛星所處位置所需的向心力
人造衛星就會受到(萬有引力減掉向心力後所剩餘的)正向力而墜落
如果萬有引力不足以支付向心力所需大小,就會脫離(高中基本物理)
現在人在地球表面做圓周運動所需的向心力(mv^2/r)遠小於人所受到的萬有引力
而且為了教學單純化
所以都會說重力等於萬有引力(GM/r^=9.8)
但個人認為9.8應該是萬有引力扣除向心力後再除以質量所得到的一個常數
而非單純的萬有引力加速度
也因此會說是重力加速度而非萬有引力加速度
也就是說,質量乘上重力加速度9.8得到的應該是重力(正向力)
而非萬有引力
但是期間的差異是小到可以忽略
就沒有深入去研究了
: 2.若人造衛星質量為m公斤,則在地球上空的軌道飛行時,所需之向心力為
: 答案:小於9.8牛頓
: 補習班老師的講法是
: F = m * a
: 地表:9.8m = m *9.8
: 太空:因太空以遠離地表所以a<9.8,故F<9.8牛頓
: 想法:這樣是代表向心力都可以用牛二來推估出來嗎?
: 那上面第一題可否用此公式算出呢?
因為人造衛星要保持原周運動
所以合力只剩下向心力,(圓周運動的條件)
因人造衛星受到的萬有引力完全拿來做為向心力而處於失重狀態
所以可以用向心力=所受重力來算(此時又出現萬有引力=重力的觀念)
這其中確實有矛盾的地方
就在於我們一般都把萬有引力=重力這件是想得太自然
似乎是天經地義
因為我們在學質量重量的時候
根本還沒出現圓周運動向心力這樣的東西
所以把這個因素排除在外
也才有辦法由淺入深的來學習
個人淺見,若有錯誤還請指證
但請不要只丟一句觀念錯誤
這樣不知哪裡錯,對你我皆無益處,謝謝
: 以上的問題
: 都是孩子們在理化課後來問我(導師)
: 雖然自己有自修看書兼聽課
: 但自己本身高中是文組且只唸過半年的物理,還學的很差
: 所以想上來請各位理化老師指點迷津
: 若是問了愚蠢的問題
: 還請各位老師多多包涵 容忍
: 謝謝!!
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討論串 (同標題文章)
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