向心力公式:
在圓周運動中,將物體所受各力正交分解在切向和法向上,法向的合力等於向心力。
v為線速度 單位m/s,ω為角速度 單位rad/s,m為物體質量 單位kg,r為物體的運動半徑 單位m,T為圓周運動周期 單位s,f為圓周運動頻率 單位Hz,n為圓周運動轉速(即頻率)單位r/s。
勻速圓周運動和非勻速圓周運動
圓周運動按照速度大小是否變化可分為勻速圓周運動和非勻速圓周運動兩類。
做勻速圓周運動的物體,速度大小不變,只是方向改變,因此加速度總是指向圓心,其大小不變;合外力亦總是指向圓心,大小不變。
做非勻速圓周運動的物體,速度方向和大小均變,它除了有指向圓心的加速度外,還有沿切線方向的加速度,所以合加速度不指向圓心,所受合外力也不指向圓心。物體的向心加速度大小a=v/r隨v值變化,向心力a隨F=ma值變化。
例如,小球沿豎直平面內的光滑圓軌道運動,如圖1所示,球從上向下通過A點時的受兩個力作用,其中重力G方向與Va相同,使小球速度大小發生變化,軌道彈力N與Va垂直,指向圓心,使小球速度方向發生變化,即提供小球做圓周運動的向心力,合力F與Va成壹角度,並不指向圓心。