1,慣性離心力,這里概念在非慣性系的研究中出現(xiàn),你指的多半是向心力,它維持著物體做圓周運(yùn)動(dòng)。
2,“圓周運(yùn)動(dòng)方向不斷改變”,是的,圓周運(yùn)動(dòng)中的物體的速度方向就是圓的切向方向,你可以在圓上找兩個(gè)點(diǎn),做一下切線,這兩條線的方向是不一樣的。物體的速度每時(shí)每刻都在變化,當(dāng)然指的是方向和大小。如果是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的話,那么只有方向在變,而速度的大小沒有不變。當(dāng)然,速度還是變了的,因?yàn)榉较虿煌恕?/p>
3,“因?yàn)閳A的切線是直的么?”是的,所以,物體在做圓周運(yùn)動(dòng)。如果向心力突然沒有了。物體就會(huì)沿著切線方向飛出去了。
4,“圓周的運(yùn)動(dòng)方向不是一直是周而復(fù)始的轉(zhuǎn)圈的么,怎么說方向不斷改變的呢?”,這個(gè)問題看回答2,速度的方向(運(yùn)動(dòng)的方向)是切線方向。
5,“還有物體有慣性,要保持原來的運(yùn)動(dòng),是不是指比如按照圓轉(zhuǎn)圈”,不是這樣的,所說的保持運(yùn)動(dòng)不變,是說速度不再變化,就是指勻速直線運(yùn)動(dòng)。就是向心力突然消失。物體不受力了,由于慣性,就保持的那個(gè)時(shí)刻的速度,開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)了,就是飛出去了。
如果你真的是在說慣性離心力,那么在你理解了向心力之后,在這樣來思考。如果你站在一個(gè)圓盤上,圓盤在做勻速圓周運(yùn)動(dòng),你會(huì)發(fā)現(xiàn),你的腳收到了一個(gè)摩擦力,這個(gè)摩擦力大小不變,但是方向在變化。當(dāng)然,你并不知道你在做圓周運(yùn)動(dòng),因?yàn)槟憧吹降膱A盤上其他的物體和你保持著靜止。但是,如果有個(gè)觀察者在地面上,那么他知道你腳下的摩擦力實(shí)際上是一個(gè)向心力,因?yàn)樗滥阍谧鰣A周運(yùn)動(dòng)。但是,圓盤上的你不知道,你就很困惑了,既然收到了一個(gè)力,我缺沒有運(yùn)動(dòng)。那么,我應(yīng)該還收到了一個(gè)和摩擦力大小相等,方向相反的力。注意,這個(gè)力是由于非慣性系(轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤)中,物體的慣性所導(dǎo)致的。只有觀察者在非慣性系中才會(huì)感受到慣性離心力存在。它的性質(zhì),就是和向心力大小相等,方向相反。
汽車側(cè)滑的原因有:
1. 路面濕滑、油污或結(jié)冰等,其附著系數(shù)降低,且左右不對稱,車輪載荷與路面附著力也跟著降低,稍有橫向外力作用,就會(huì)引發(fā)車輪側(cè)滑;
2. 制動(dòng)時(shí)四輪受到的阻力不平衡,諸如左右輪制動(dòng)力不等、各輪附著系數(shù)不等、裝載重心偏向一側(cè)等,引發(fā)“跑偏”,也極易導(dǎo)致車輪側(cè)滑;
3. 制動(dòng)不當(dāng),如動(dòng)作過猛、過量等,出現(xiàn)車輪“抱死拖滑”,而后輪一般又先于前輪“抱死”,也易引發(fā)車輪側(cè)滑;
4. 轉(zhuǎn)向操作不當(dāng),如速度快、急打方向或快速轉(zhuǎn)彎中使用制動(dòng)不當(dāng)、車輛重心過高(裝載超高)等,使慣性離心力增大,也極易引發(fā)車輪側(cè)滑。
行駛的汽車因制動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)慣性和其他原因,引發(fā)某一軸的車輪或兩軸的車輪出現(xiàn)橫向移動(dòng)(即向側(cè)面發(fā)生甩動(dòng))的現(xiàn)象,稱為側(cè)滑。汽車側(cè)滑,有四輪側(cè)滑、前輪側(cè)滑、后輪側(cè)滑三種情況。汽車側(cè)滑特別是后輪側(cè)滑,對安全行車威脅較大,常造成碰撞、翻車、掉溝等惡性交通事故。
慣性離心力
慣性離心力是轉(zhuǎn)動(dòng)參照系(圓盤)中的觀察者,在不知道系統(tǒng)作圓周運(yùn)動(dòng)的情況下,為解釋他所觀察到的現(xiàn)象而引入的一個(gè)假想力,而不是慣性系中的觀察者看到的作圓周運(yùn)動(dòng)的小球施于彈簧上的離心力。
(1)什么是慣性離心力
在相對于地面作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤(非慣性系)上,用彈簧將一個(gè)質(zhì)量為m的小球與圓盤的中心相連。當(dāng)圓盤以角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤上的觀察者將發(fā)現(xiàn)小球m受一個(gè)力的作用向外運(yùn)動(dòng)從而把彈簧拉長,即小球受到一個(gè)方向背離旋轉(zhuǎn)中心的作用力,此力是小球的慣性引起的,故稱“慣性離心力”。它的大小f慣=m*r*w^2
(2)慣性離心力、向心力與離心力
人們對向心力、離心力、慣性離心力很容易混淆。想象一個(gè)物理學(xué)情景,一根繩子拉著小球做圓周運(yùn)動(dòng),繩子給予小球的拉力F=mω^2r,給小球提供了作勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必需的向心力。根據(jù)牛頓第三定律,小球也以F=m*r*w^2的力拉繩子,這個(gè)力與向心力的方向相反,背離圓心,稱為離心力。這個(gè)向心力和離心力是從慣性參照系來看圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所引入的兩種不同概念的力。一旦繩子斷掉,維持小球作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力消失(離心力也同時(shí)消失),小球由于慣性,將保持原有的運(yùn)動(dòng)速度,沿圓周的切線方向飛去。可見,慣性離心力是從非慣性系來看力學(xué)現(xiàn)象而引入的一個(gè)概念,它和上述離心力的概念是完全不同的。
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