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向心力一定是合外力嗎?

回答
瑞文問(wèn)答

2024-10-05

不是的。假設是勻速圓周運動(dòng),則合外力完全用來(lái)充當向心力,合外力完全充當向心力是物體做勻速圓周運動(dòng)的充分必要條件。但物體若只做簡(jiǎn)陋的圓周運動(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。

擴展資料

  在古典力學(xué)中,向心力是當物體沿著(zhù)圓周或者曲線(xiàn)軌道運動(dòng)時(shí),指向圓心(曲率中心)的合外力作用力。“向心力”一詞是從這種合外力作用所誕生的效果而命名的。這種效果可以由彈力、重力、摩擦力等任何一力而誕生,也可以由幾個(gè)力的合力或其分力提供。

  因為圓周運動(dòng)屬于曲線(xiàn)運動(dòng),在做圓周運動(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。對于在做圓周運動(dòng)的物體,向心力是一種拉力,其方向隨著(zhù)物體在圓周軌道上的運動(dòng)而不停改變。此拉力沿著(zhù)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(zhù)切線(xiàn)的方向運動(dòng),所以向心力必與受控物體的運動(dòng)方向垂直,僅誕生速度法線(xiàn)方向上的加速度。因此向心力只改變所控物體的運動(dòng)方向,而不改變運動(dòng)的速率,即使在非勻速圓周運動(dòng)中也是如此。非勻速圓周運動(dòng)中,改變運動(dòng)速率的切向加速度并非由向心力誕生。

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

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