匀速圆周运动

✍ dations ◷ 2025-04-26 12:35:01 #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

  • 互惠税则法互惠税则法(英语:Reciprocal Tariff Act,1934年6月12日颁布,ch. 474,48 Stat. 943,美国法典第19卷(英语:Title 19 of the United States Code)第1351章)是一部美国国会在1934年颁布
  • 厕刷厕刷是一种可以用来清洗厕所的刷子,通常置于厕所的便器旁,一般来说会搭配厕所清洁剂或漂白剂来使用。不过,厕刷既不能用来清洗存水弯(因为构不到)也不能用来清洗马桶座圈。最早制
  • 尼古拉·卡诺尼古拉·莱昂纳尔·萨迪·卡诺(Nicolas Léonard Sadi Carnot,1796年6月1日-1832年8月24日),法国物理学家、工程师,常被形容为“热力学之父”。尼古拉·卡诺在1824年6月12日发表了
  • 5-羟色胺转运体· protein binding · monoamine transmembrane transporter activity · serotonin transmembrane transporter activity · myosin binding · syntaxin-1 binding
  • 海神希腊神话中有为数众多“掌管大海的神祇”。柏拉图曾说希腊人就像住在池塘边的青蛙,因为他们的城市分布于从希腊本土到小亚细亚、利比亚(昔兰尼加)、西西里以及大希腊的地中海沿
  • 阿勒曼尼语阿勒曼尼语包括一系列方言,与巴伐利亚─奥地利语(Bairisch-Österreichisch)同属上德意志语(Oberdeutsch)。“阿勒曼尼语”原指阿勒曼尼人说的语言,阿勒曼尼人是日耳曼人的一支,列
  • 环沙林环沙林(Cyclosarin)是一种有极强毒性的物质,也是一种神经毒剂。根据联合国安理会687号决议,环沙林被视为化学武器,被列为大规模杀伤性武器。纳粹德国化学武器博士格哈德·施拉德(G
  • 董行佶董行佶(1929年4月8日-1983年6月21日),又名邢佶,男,中国福建闽侯人,生于北京。表演艺术家,朗诵家。曾任中国戏剧家协会会员,北京市剧协理事,北京人民艺术剧院艺委会委员。1947年,董行佶
  • 汉纪《汉纪》,共30卷,约18万余言,为中国古代的编年体史书,是中国第一部编年断代体史书,在四库全书之中为史部。作者为东汉的荀悦,汉献帝时常苦班固的《汉书》文繁难省,于建安三年(198年)
  • 正则形式的博弈在博弈论中,正则形式(Normal-form game)是描述博弈的一种方式。与延展形式不同,正则形式不用图形来描述博弈,而是用矩阵来陈述博弈。与延展形式的表述方式相比,这种方式在识别出严