角速度與等速圓周運動-牛頓運動定律的應用

  • 2021.12.19
  • 作者:授課橘物理小編
  • 物理
授課橘物理小編
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學習領域/科目別 物理
情境範疇 力與運動
題幹

於靜止地面觀察一物體作等速圓周運動時,此物必受一個與運動方向垂直的力,力的方向指向圓心,用來改變物體運動方向,使物體繞圓心運動,此力即為提供物體作圓周運動所需的向心力。當觀察者參與圓周運動時,就會感覺到物體有一個遠離圓心的趨勢,彷彿有一個力使物體遠離圓心,有人稱這叫做離心力。嚴謹的說,這應該是物體的慣性,使它有遠離圓心的趨勢。右圖為一個簡單的裝置可以來體驗往外運動的趨勢:釣魚線左邊接質量m的物體,另一端穿過塑膠管,與質量M之物體連接,握住塑膠管開始旋轉,當m旋轉夠快時,即可將M拉起。



問題一

1.已知R=0.5公尺,m=0.1公斤,M=2公斤,當m將M拉起,使M靜止不動,則m旋轉週期為多少秒?(重力加速度g=10公尺/秒2)
(A)3.14(B)1.57(C)1.00(D)0.31(E)0.16

2.若m固定質量,旋轉週期也固定,則旋轉半徑變為R2,所需向心力變為原來多少倍?並說明原因。



參考答案 :
1. (D)
2. 1/2
搭配學習內容/學習表現 :
力與運動(Eb)

PEb-Va-6 質點作等速圓周運動時其速率及角速度不變,但有向心加速度,因此速度的方向會改變。
試題概念與分析 :

延伸閱讀材料
文章 物理素養試題超展開 VOL.8
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