在勻速轉動的圓盤上,物體需要的向心力摩擦力提供的不夠,那物體為什麼做離心運動,線速度,角速度怎麼變?

時間 2021-06-26 20:57:00

1樓:滄浪之水

對於平面運動,可以建立直角座標系。

例如質點運動方程為 ,則曲線 即為其運動的軌跡。

對於軌跡上任何一點, ,

另一方面,加速度又可以分解為切向和法向加速度,可得而數學上,曲線在該點的曲率為

可見對於某一時刻速度為 ,法向加速度為 的質點,它在這一刻的做曲率半徑為 的瞬間圓周運動。

質點在勻速轉動的圓盤上相對靜止,距離轉軸為 。

若摩擦力提供的加速度恰好為 ,則此刻曲率半徑 ,並且通過進一步計算可以得到質點將做勻速圓周運動,始終相對圓盤靜止。

若摩擦力較小,則此刻曲率半徑 r_0" eeimg="1"/>,質點將沿比圓盤弧度更小的曲線運動;下一瞬間,質點具有背離轉軸的徑向速度,並稍微向外運動導致線速度小於圓盤線速度,因此摩擦力指向轉動方向的內側;角速度減小、線速度減小(摩擦力只能減緩線速度減小的趨勢)。

極限情況,若沒有摩擦力,則曲率半徑 ,質點將做勻速直線運動。

易得 , ,

2樓:迅哲

向心力這可以這麼理解

乙個是物體運動需要的向心力:也就是已知物體某時刻的速度然後用公式算出來的那個

乙個是提供的向心力:就是物體真實的受力分析後的合力

如果兩者剛好相等,那麼他就會做圓周運動

如果需要的比提供的大,就做離心運動(半徑越來越大)

如果提供的比需要的大,就做近心運動(半徑越來越小)

拿你說的離心運動舉例子:

因為提供的摩擦力(向心力)不夠,這時物體向外圈偏,他的半徑增大的話,用公式看Fn=mV/R,R增大,那麼需要的向心力就會減少,直到少至與摩擦力提供的相等,就會又穩定的做圓周運動了

在離心運動的過程中,理論上講線速度是不變的,因為我們認為物體只受到時刻垂直於速度方向的力,所以力不作功,線速度不變

而由於線速度=角速度X半徑,半徑增大線速度不變,所以角速度減小。

這點和我們日常經驗也是一樣的,可以想象用一根繩拴著乙個小球,然後我們把小球輪起來。

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