如果乙個力與速度方向垂直且大小與速度的n次方成正比,那麼這個物體會做什麼運動?

時間 2021-06-02 16:08:41

1樓:

We can use work-energy theorem to solve this problem.

In this equation, we notice that the force x dot an infinitesimal displacement == 0, since the force is always perpendicular to the speed, and therefore is perpendicular to the trajectory on which the particle moves. Using this fact we can obtain

As you can see, the magnitude of the speed remains stable, regardless of the equation of the force. Given this condition, it is easy to conclude that the motion is uniform circular motion because the length of the force is constant and centripetal (central).

It is true that you can arrive at the same conclusion by manipulating the equations of motion, but that might make things more complicated. I hope you find this answer helpful!

(wo zai xue xiao de chromebook shang da de, mei you zhong when shu ru fa, jian liang!)

2樓:人醜話不多

先假設物體質量為m,再假設力的大小跟速度一次方成正比,即F(t)=v(t)(我們先讓F作為標量,即只研究大小,並讓它方向自動與速度垂直,因為直接考慮F的方向要用時空座標系變換,有點太複雜)。

F(0)=v(0)=C(乙個常數)。

我們先考慮乙個拋體運動,就是那個不會下墜的水平運動的平拋運動。又考慮F與v垂直且僅有F乙個外力作用,也就相當於拋體運動有了下墜的加速度。當經過Δt→0後,向下的加速度是a(Δt)=F(Δt)/m。

那麼就有乙個a方向的速度微元V*=a(Δt)Δt。然後我們把速度向量合成。顯然,這一時刻的合速度有了乙個向下的極小的角度,不再水平。

此時F與v的新方向垂直,且新的v的大小要用兩個分速度合成(你自己畫圖算一下)。顯然,結合上三角形向量合成法則,我們知道速度變大了。那麼F也會變大。

運動不斷進行下去,你就會發現其實物體做乙個軌跡曲率越來越大的曲線運動,它跟天體的向心運動有點相似但是軌跡方程是不一樣的。

你可以自己接著往下分析一下。

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