關於此實驗
由於速度包含方向，即使速率維持不變，物體也可能加速。將一個質量塊放在圓形軌道上，查看指向圓心的力箭頭和沿切線方向的速度箭頭。改變角速度、質量和半徑，比較所需的向心力。
學習目標
- 控制其他變數不變，探究角速度如何影響切向速度。
- 使用圖表和數值讀數來檢驗預測。
- 說明物理假設，以及此模型不再適用的情況。
使用方法
- 1將質量設為 1 kg、半徑設為 2 m、角速度設為 2 rad/s。確認結果為 8 N。
- 2儲存曲線，並在角速度維持不變的情況下將半徑加倍。比較力的大小。
- 3將角速度加倍。為什麼力會增加到四倍？
- 4拖動時間，讓物體沿圓周移動。確認力始終指向圓心，而速度始終沿切線方向。
模型
假設
- 軌跡為半徑和角速度皆恆定的圓形。力的讀數表示所需的指向圓心的合力。
- 圖示按比例縮放半徑，並以示意箭頭表示方向。它沒有對提供該力的機制進行建模。
在課堂上試試這個實驗
- Q1這裡為什麼半徑增大時力也增大，而 F = mv²/r 卻表示力會減小？
- Q2如果移除向內的力，運動會有什麼變化？
常見問題
向心力是一種額外的力嗎？
不是。它指的是向內的合力。張力、重力、摩擦力或其他交互作用都可以提供這種力。
角速度為零時會發生什麼事？
物體處於靜止狀態。速率、加速度、力和頻率皆為零；週期則為無限大。