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1 # 太極雲飛揚
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2 # 甜甜向上精心創作
物體做圓周運動時,沿半徑指向圓心的外力叫向心力。如鏈球運動員投擲鏈球時球鏈對球的拉力,繞地球運轉的空間站受到的地球引力,還有題主提到的旋轉平臺上的碎片受到的摩擦力等。
毋庸置疑,離心力是不存在的。有人認為離心力的作用,是使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。其實,大家只需找一下這個力的施力物體即可。因為物理老師反覆強調,力不能離開物體單獨存在,有力就有施力物體和受力物體,找不到受力物體,當然沒有力。比如,題主說的旋轉平臺上的碎片,試圖遠離其旋轉中心,於是,平臺對其產生摩擦力(向心力),另外還受到重力和支援力,都在豎直方向,且二力平衡,也不會使其試圖偏離旋轉中心。所以離心力並不存在。再說了,如果真找到一個沒有施力物體的力,你讓物理老師情何以堪。
對題主提出的向心力會不會使物體靠近旋轉中心的問題,答案是肯定的,繞地球飛行的空間站,正常執行時不靠近地球,是因為其速度正好對應地球引力的大小,其速度一旦減小,就必然被地球引力拉向地球。而平臺上旋轉的碎片受到的向心力是靜摩擦力,隨旋轉速度的變化而變化,速度的不是太大時,速度增大摩擦力增大,速度減小摩擦力減小,摩擦力的大小正好保證使碎片繞中心轉動。所以,不會使碎片偏向旋轉中心。但如果碎片的旋轉速度增大到一定程度,摩擦力不在增大,就不能使碎片繞旋轉中心轉動,碎片由於慣性保持原來的運動狀態繼續向前運動,也就遠離了旋轉中心,飛了出去。
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3 # 紅色天空001
在牛頓力學中,離心力是一種慣性力,在旋轉參照系中,從旋轉軸向外移動,在旋轉參照系中對所有物體都有作用。 ▲ 地球上一顆衛星的軌道運動圖,顯示了垂直速度和加速度(力)向量。 ▲一個拋物線的軌道。 如果一個物體的當前狀態是已知的,那麼就有可能透過經典力學的定律來預測它在未來會如何運動(決定論)以及它在過去是如何移動的(可逆性)。 離心力是在旋轉參照系中明顯的外力。當一個系統被描述為相對於慣性參考系時,它並不存在。所有的位置和速度的測量都必須與某種參考系相比較。例如,對飛機中某一物體的運動的分析可以相對於飛機、地球表面,甚至是太陽。相對於“固定恆星”,靜止的參考系(或不旋轉和勻速運動的參考系)通常被認為是慣性系。 任何系統都可以在慣性框架下進行分析(因此沒有離心力)。然而,用一個旋轉的框架來描述一個旋轉的系統通常更方便——計算更簡單,描述更直觀。當這個選擇被製造出來的時候,包括離心力在內的虛構的力量就會出現。 ▲ 線段AB和CD之間是相互正交的。 ▲座標系統的正交性和旋轉,對於歐幾里得空間和閔可夫斯基-洛倫茲時空。 向心力是一種使身體跟隨彎曲路徑的力量。它的方向總是與身體的運動相正交,向著軌跡的瞬時中心的固定點。牛頓將其描述為“一種力量,透過這種力量,身體被拉伸或推動,或者以任何方式傾向於指向一箇中心。”在牛頓力學中,重力提供了向心力,負責計算天文軌道。 一個關於向心力的常見例子是,一個物體沿圓周運動以勻速運動。向心力的方向是向運動的直角方向,也沿著半徑向圓形路徑的中心。這個數學描述是由荷蘭物理學家克里斯蒂安惠更斯於1659年提出的。 所以說: 離心力是一種虛擬力,是一種慣性力,它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。 向心力是當物體沿著圓周或者曲線軌道運動時,指向圓心(曲率中心)的合外力作用力。
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4 # 語境思維
總的說來,本題涉及旋轉動力學,總的規律是F=ma=mv²/R。分析旋轉的七種模式:凸漩渦模式、龍捲風模式、離心泵模式、離心傘模式、旋進模式、電磁場模式、引力場模式。
一,凸漩渦模式。
機翼橫截面呈上凸下凹,當氣流經過凸面附近,氣流速度加快,有漩渦真空場梯度▽×V,V是真空度。機翼下方壓強大於上方壓強,機翼獲得升力以抗衡機身重力。升力是廣義向心力,重力是廣義離心力或慣性力。
要點:設計不均衡結構,迫使氣體分佈不均衡,引發漩渦真空場:F向=k1▽×V,漩渦係數k1與飛速v、飛高h、氣溫T、機翼結構有關。
二,龍捲風模式。
大氣溫差,導致氣體分佈不均衡,導致旋轉運動,導致漩渦真空場梯度,F向=k2▽×V,漩渦係數k2的相關因素,請讀者思考。
龍捲風外圍的樹葉、傢俱、甚至汽車,會被甩的很遠很高,直至落到地面。顯然,被甩物的慣性力,會抗衡龍捲風的向心力。
請思考:物質分佈的不均衡是運動的總根源,漩渦場存在向心引力與離心斥力的抗衡。這是否存在萬有引斥力呢?
三,離心泵模式。
離心泵凹凸面葉片的高速旋轉,強制產生漩渦真空場的廣義向心力:F向=k3▽×V。在泵體外空間的大氣壓強,迫使水體進入泵腔。同時由於水體因抗衡的離心力或慣性力,離開泵體。漩渦係數k3的結構引數,請讀者自行分析。
四,離心傘模式。
手持雨傘的手柄,慢速旋轉時,傘面是的雨水保持靜止的慣性,但暗含離心力與摩擦力的對抗。此時,雨水與傘面的靜摩擦力提供向心力:F向=μN,靜摩擦係數μ與傘面材料、雨滴溫度、雨滴成分有關。
快速旋轉傘柄,滑動摩擦力提供向心力:F向=μ"N,雨滴從邊緣切向飛出。走切向而不是法向,是因為有摩擦向心力,此時有抗衡的向心力與離心力。
五,旋進模式。
也叫進動/歲差模式,有點複雜。陀螺自旋時不會原地打轉,總要沿著一個曲線軌道繞旋,這主要因為陀螺自身質量分佈不均衡。顯然,只要自旋就伴隨繞旋。例如月球自轉與繞轉地球有相同週期。陀螺自旋是因為外力抽打。
但是,如果在質密或能密分佈不均衡的自然空間,也會自旋,同時繞旋。由於陀螺表面不會絕對圓整,有凹凸面,就會產生漩渦真空場。這是自旋的原因,也是進動的原因。
地球為什麼會自轉與繞轉?原因有:不規則分佈的橢球結構,地球輻射帶真空場梯度:F向=k4▽×V。漩渦係數k4比較複雜,不在此贅述。即便沒有太陽、火星、木星的萬有引力作用,地球也會有另一種引數的繞轉或進動。
能否這樣思考:不考慮其它天體作用,地球自轉主要反映向心力,地球繞轉主要反映離心力,自轉向心力=繞轉離心力。
有人執意用廣義相對論解釋,我一個小不點不做可否,怕引起眾怒呢。愛因斯坦否定了宇宙漩渦真空場,不在物理世界。我看過不少學者的質疑論文。水星近日點進動,真能驗證祂的引力場方程麼?亙古不變麼?
六,電磁場模式。
我特別欣賞麥克斯韋方程組,人類文明的一個偉大傑作。能否這樣考慮:電磁場是一個既有旋轉梯度場(▽×)又有發散梯度場(▽●)的漩渦場,旋度意味著向心力:F向=k5▽×V,F離=k6▽●V。
以下僅供參考。電磁場應該源於自旋電子繞旋自旋核子的諧振子效應電子繞旋核子之互動離心力,作為諧振子動能之旋轉梯度:F向=F離=k8▽×Ek=k8▽×½mv²,能級軌道速度v,顯然遠大於基態v0=2.2e6m/s。
七,引力場模式。
電子與核子以光速自旋產生漩渦真空場,電子勢能梯度:F向=k6▽×V=mc²/R。電子的最大引力勢能,Ep=F向*R=mc²。核子勢能梯度:F向=F離=k7▽×V=mc²/R。核子的最大引力勢能:Ep=mc²。例如,質子的最大引力勢能:Ep=mc²=938MeV。
綜上,大致可以這樣的結論:向心力或引力,與離心力或慣性力,是一對萬有的抗衡力,即萬有引斥力。大致有兩大型別:一是旋轉真空場引發的引斥力,屬於漩渦場機制;二是摩擦力引發的引斥力,屬於離心傘機制。
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5 # 宇宙偵探喵星人
離心力和向心力都和物體的旋轉運動有關。讓另一個運動系統外的物體簡單加入運動之中,就天然認為沒有向心力起作用………唉,不知道咋說了。離心力和向心力的區別卻還是很大的。離心力是便於研究物體運動而假設的力,實際上不存在。為了在非慣性參考系下解釋牛頓力學,才引進的。離心力的方向總是物體運動的切線直向方向,這也可以說是物體的速度方向。因此,如果突然失去向心力,那物體肯定會被甩出去的。前提是其他阻力小於其初始動能。向心力。拿地球和太陽來說,引力就像一根線牽著地球做旋轉運動,地球的向心力也始終直向太陽中心。這個向心力在地球公轉運動上的切線的反向分力,始終制約著地球不會因為動能太大而飛出去。
題目描述顯然將向心力的產生及其與離心運動的關係看的太簡單了。
詳細的理論知識,樓主還是看一下中學物理吧。
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6 # 地震博士
為了使大家明白向心力和離心力,我們可以看一個運動員投擲鏈球的例子!
由上圖可以看出,當運動員一開始為了投擲出好成績的而不停的使鏈球獲得最大速度的時候,其實人對鏈球的拉力就是鏈球做圓周運動的向心力。而當運動員將球釋放的一剎那,鏈球因為已經具有一個非常大的線速度,因此就會沿切線方向飛出去,這就是離心力的作用。
而離心力的實質可以利用牛頓第一定律說明。即任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止!而勻速圓周運動要想保持就必須不斷施加向心力。一旦向心力消失,物體馬上就會離圓周運動的圓心而去,這就是離心運動!
至於題主所說,如果放一堆碎片在旋轉的平臺上,當然不會向心運動了!因為,單靠球心的萬有引力很難將碎片吸引住,同時還能做圓周運動。這些碎片的確會進行離心運動!
有人都說離心力是不存在的,為什麼?那麼怎麼證明向心力存在?
物理學中說明當物體旋轉的時候的力是因為向心力,如果把一些碎片放在旋轉的平臺上,那麼這些碎片會因向心力而靠近中心點嗎?答案應該不會吧。
肯定會被甩出去,那麼這個甩出去的力是不是離心力呢?當然物理學中稱為離心運動。
回覆列表
這是一個龍捲風;不,是一大一小兩個龍捲風。
龍捲風將物體和一些生物捲進其中帶上天,這就是向心力;生物本能的抗拒,想離開,這就是離心力。當龍捲風勢頭減小的時候,那些生物,物體被拋開,那也是離心力。
向心力和離心力也用在太極拳的螺旋勁中,這是我經常發的動圖:玉女穿梭,仔細的多看幾遍就明白了。
為人處世,也有向心力和離心力。看老闆的領導藝術就可以看出來。有的老闆,大家都向著他,願意為他工作;有的老闆,大家對他本人的抗拒,為他工作只是逼不得已,為了養家餬口而已。只所謂:其身正,不令而行;其身不正,雖令不從。當然也跟工資和獎罰有關。