[問題]為何物體作等速率圓周運動，受力是向心力

看板Physics作者 (= =)時間8月前 (2023/08/20 14:54), 8月前編輯推噓9(9推 0噓 23→)
留言32則, 9人參與, 8月前最新討論串1/1
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
推
08/20 16:13, 8月前 , 1F
牛頓第一運動定律 若物體不受外力 運動狀態不會改變
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推
08/20 16:35, 8月前 , 2F
向內的力以直角座標分解為兩互垂直分量，與速度平行
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08/20 16:35, 8月前 , 3F
的分量稱為切線加速度，會改變速度快慢；與速度垂直
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08/20 16:35, 8月前 , 4F
的分量稱為法線加速度或向心加速度，因為法線必通過
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08/20 16:35, 8月前 , 5F
圓心
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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
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08/20 16:58, 8月前 , 6F
轉彎時的向心力 車子是地面摩擦力
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08/20 16:59, 8月前 , 7F
人則需要對車子出力才會獲得向心力
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08/20 16:59, 8月前 , 8F
不信你把車門拆了不綁安全帶然後高速轉彎試試看
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08/20 18:50, 8月前 , 9F
等速率的限制，切線加速度等於0
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08/20 19:15, 8月前 , 10F
法線會通過曲率中心 是數學定義。更白話的話，或許可
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說 要改變前進方向 必定需要與前進方向垂直的力 也就
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是法線方向的力並造成法線加速度 而法線加速度與速度
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的比例 可定義出曲率中心。
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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
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08/21 03:08, 8月前 , 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
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08/21 03:08, 8月前 , 15F
會更能感受向心加速度(及向心力)必指向圓心的現象。
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推
08/21 03:18, 8月前 , 16F
前述的 法線必通過曲率中心 說是數學上的定義或許不
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08/21 03:18, 8月前 , 17F
太對 或許說是數學上必然的結果比較適當。
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推
08/21 03:23, 8月前 , 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
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08/21 03:23, 8月前 , 19F
幾樓所說沒什麼錯
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推
08/21 04:59, 8月前 , 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
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08/21 04:59, 8月前 , 21F
向必然通過圓心阿
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推
08/21 08:52, 8月前 , 22F
誤導什麼了？
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推
08/21 22:18, 8月前 , 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
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08/21 22:18, 8月前 , 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
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08/21 22:18, 8月前 , 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
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08/21 22:18, 8月前 , 26F
心力？
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推
08/21 22:24, 8月前 , 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
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08/21 22:24, 8月前 , 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
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08/21 22:24, 8月前 , 29F
。
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09/12 10:46, 8月前 , 30F
抗拒向心加速度(法線加速度)是慣性力(離心力)，當繩子
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09/12 10:48, 8月前 , 31F
繩子放開，石頭會因慣性沿著切線方向前進
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推
09/12 10:56, 8月前 , 32F
09/12 10:56, 32F
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