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如果一个物体在圆弧轨道上运动,那圆弧对它的压力方向是不是一定会指向圆心,会不会有可能是沿着接触点与

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解决时间 2021-01-04 16:35
圆心的连线方向而指向圆外?为什么?
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不会指向外侧的。
我们假设物体只受到圆弧轨道的力。这样的话,从最后结果来看,物体的运动轨迹是拐向内侧的,所以其加速度一定是指向内侧的。而圆弧轨道是唯一可以提供力的装置,所以给予的力一定是指向圆心的(或者你可以想象如果物体受到的是一个指向外侧的力物体一定是远离圆心运动)。
但是,有其他力参与的情况下,圆弧可能会给物体指向圆心的力。
只举一个例子:假设圆形光滑轨道是竖直放置的,轨道上有一小环。当小环在最高点的运动速度不是很大的时候(即小于一个临界速度,这个临界速度是可以求的,是根号下Rg,R是轨道半径),在小环运动到轨道底部的时候,轨道给小环的力是指向圆心的;而小环运动到轨道顶部时,轨道给小环的力是指向外侧的(如果想不清楚可以再问我)。
总之,一个物体在做圆周运动(不是圆周运动也可以),其加速度一定是指向圆心一侧的(不一定正好是圆心,比方说小环在外力的驱使下在圆形轨道上做变速率运动),所以受到的合外力一定是指向圆心一侧的。如果物体不是做正好的圆周运动,那么其受力应该是指向其瞬心一侧的(关于两侧的划分,我是指的以物体此刻运动速度所在直线划分为两侧)。
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