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水平面内的圆周运动

本课属于 Coddy Physics 学习旅程的“力学”单元。第 77 课,共 97 课。

指向圆心的合力使物体保持沿圆周运动:

Fnet=mv2rF_{\text{net}} = \frac{m v^2}{r}

这不是一种新力:张力、摩擦力或支持力都可以起到这个作用。

绳子拴着的冰球:T=mv2/r\relax T = mv^2/r。

从上方看:一个冰球位于无摩擦桌面上,用绳子拴在圆形轨迹中心的钉子上;张力 T 沿着绳子朝钉子方向拉动冰球,而速度 v 沿圆周方向

从上方看:绳子的张力是指向中心的力。

汽车在水平弯道上行驶:fs=mv2/r\relax f_s = mv^2/r,最大可达到摩擦力的极限。

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挑战

一个质量为 0.2 kg0.2\ \mathrm{kg} 的冰球在无摩擦的冰面上沿圆周滑动,并用一根 0.5 m0.5\ \mathrm{m} 长的绳子系在圆心处的钉子上。绳子能承受的最大张力为 10 N10\ \mathrm{N}。求冰球能达到的最大速度 vv。

亲手试试

Physics diagram: pulley, rope, ball

求 vv

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这节课包含一个小测验。开始学习即可作答,并记录你的进度。

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