匀速圆周运动

✍ dations ◷ 2025-11-04 22:20:52 #圆周运动,旋转

匀速圆周运动(英语:Uniform circular motion),是指物体以等速率沿着圆周作运动,变速圆周运动与其相对。在这种情况下速度的大小保持不变,但方向不断的改变。加速度是速度对于时间的变化率,而速度方向的改变构成了加速度,即使速率保持不变,在圆周上运动的物体仍作加速度运动。

加速度为速度的变化量与其所需时间的比值,所以瞬时加速度为

做匀速圆周运动的物体虽然在圆周上每个位置的速率皆相同,但运动方向(其切线方向)不同,因此存在加速度来改变其速度方向,以维持物体在圆周上而不至于会脱离原来的运动轨迹,这种加速度称作向心加速度(Centripetal Acceleration,朝向中心的加速度)或径向加速度(Radial Acceleration,沿着半径指向中心的加速度),大小为

其中 a R {\displaystyle a_{R}} 是向心加速度, r {\displaystyle r} 是圆周运动的半径。即使 v {\displaystyle v} 不是恒定的,上式仍可适用。

所以,物体在半径 r {\displaystyle r} 的圆周上以等速率 v {\displaystyle v} 移动时具有加速度,其方向朝着圆心,大小依 v {\displaystyle v} r {\displaystyle r} 而定:速率 v {\displaystyle v} 愈大,速度改变其方向也愈快;半径 r {\displaystyle r} 愈大,速度改变其方向也愈慢。

加速度方向指向圆周中心,而速度方向为运动的方向,即其切线方向。因此匀速圆周运动在路径中每个点的加速度矢量和速度矢量彼此正交。

圆周运动中,常使用频率 f {\displaystyle f} 来表示每秒的旋转次数,以周期 T {\displaystyle T} 来表示完整旋转一圈所需的时间,两者互为倒数。

离心机和超高速离心机,是做为迅速沉淀材料或分离材料之用。固定在离心机转子中的装有液体的试管被加速到极高的转速,试管内的颗粒会有沿着直线移动的倾向,但是液体抵制颗粒的运动,并施加一个向心力,使得颗粒在一个近似得圆周中移动。流体所施加的抵制力通常不会完全等于 m v 2 / r {\displaystyle mv^{2}/r} ,因此颗粒会朝试管的底部慢慢移动。因为高速旋转,所以离心机提供一个远大于正常重力的“有效重力”,而造成较为迅速的沉淀作用。

相关

  • 退伍军人杆菌Legionella adelaidensis Legionella anisa Legionella beliardensis Legionella birminghamensis Legionella bozemanii Legionella brunensis Legionella busanensis Legi
  • 总担触手冠动物(拉丁语:Lophophorata),一切具有触手冠(口周围成扇形排列的一圈具纤毛之触手)的无脊椎动物。包括苔藓动物门(Bryozoa)、腕足动物门(Brachiopoda)、帚形动物门(Phoronida)。主
  • 中国农业科技史年表
  • 全球全球通常指的是“整个地球”,另可以指:
  • A11A·B·C·D·G·H·QI·J·L·M·N·P·R·S·VATC代码A11(维生素)是解剖学治疗学及化学分类系统的一个药物分组,这是由世界卫生组织药物统计方法整合中心(The WHO Collaboratin
  • 南岛民族南岛民族指大洋洲和东南亚以南岛语系为语言的族群。其中包括东帝汶、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾、文莱、马达加斯加、密克罗尼西亚联邦、夏威夷和波利尼西亚以及台湾原住
  • 泛代数泛代数(Universal algebra),研究通用于所有代数结构的理论,而不是代数结构的模型。举个例子,并不是将特殊的个别的群作为个体分别来学习,而是将整个群论的理论作为学习的主题。从
  • 兵役议题反对相关性倾向和兵役在世界各国军事中有着多种的政策态度因应面对。多数的西方国家军队废除了排斥同志从军的政策,参与北约组织的26个成员国家中,超过20个国家允许男同性
  • 德累斯顿德累斯顿轰炸(1945年2月13日-2月15日)是二战期间由英国皇家空军和美国陆军航空军对德国东部城市德累斯顿联合发动的大规模空袭行动。由于盟军的轰炸造成了2万人以上的平民死亡
  • 微分包含式数学分析中的微分包含式(Differential inclusion)是指具有如下形式的常微分方程式:其中(, )表示了一个集合,而非