向心加速度公式是什么?向心加速度和切向加速度得关系是什么?
来源:民企网     时间:2022-07-19 13:38:03

向心加速度公式是什么?

向心加速度公式是:

an=Fn/m=4π²R/T²=4π²f²R=v²/R=ω²R=vω。

an表示向心加速度,Fn表示向心力,m表示物体质量,v表示物体圆周运动的线速度(切向速度),ω表示物体圆周运动的角速度,T表示物体圆周运动的周期,f表示物体圆周运动的频率,R表示物体圆周运动的半径。

适用范围:向心加速度公式既适用于匀速圆周运动,也适用于非匀速圆周运动。

向心加速度的物理意义:描述匀速圆周运动线速度方向变化的快慢,不表示速度大小变化的快慢。

圆周运动的性质:不论向心加速度an的大小是否变化,an的方向是时刻改变的,所以圆周运动的向心加速度时刻发生改变,圆周运动一定是非匀变速曲线运动。

向心加速度和切向加速度

切向加速度:质点作曲线运动时所具有的沿轨道切线方向的加速度。其值为线速度对时间的变化率。当它与线速度方向相同时,质点的线速度将增大;当与线速度方向相反时,质点的线速度将减小。

向心加速度

做匀速圆周运动的物体,加速度指向圆心,这个加速度叫做向心加速度.

物体做圆周运动时,沿半径指向圆心方向的外力(或外力沿半径指向圆心方向的分力)称为向心力。

公式:F向=mrω^2=mv^2/r=4π^2mr/T^2

由牛顿第二定律,力的作用会使物体产生一个加速度。向心力产生的加速度就是向心加速度。

方向:指向圆心。可理解为做圆周运动物体加速度在指向圆心方向上的分量。

公式:a=rω^2=v^2/r=4π^2r/T^2

所有做曲线运动的物体都有向心加速度,向心加速度反映速度方向变化的快慢。

向心加速度又叫法向加速度,意思是指向曲线的法线方向的加速度。

当物体的速度大小也发生变化时,还有沿轨迹切线方向也有加速度,叫做法向加速度。

法向加速度:质点作曲线运动时,所具有的沿轨道法线方向的加速度。数值上等于速度v 的平方除曲率半径r ,即v^2 / r ;或角速度ω的平方与半径r的乘积,即(ω^2)r。其作用只改变物体速度的方向,但不改变速度的大小。

法向加速度又称向心加速度,在匀速圆周运动中,法向加速度大小不变

向心加速度和切向加速度合成质点的加速度,大小和方向可用平行四边形法则求出。

向心加速度公式推导详细过程

利用开普勒第三定律、万有引力定律和牛顿第二定律推导向心加速度

设:质量为m的人造地球卫星以速率v在半径为r的近圆轨道上绕地球运行, 运行周期为T,地球质量为M.

根据开普勒第三定律:T²/r³=k(k为常量)

根据万有引力定律:F=GMm/r²

对于圆周运动的物体有:T=2πr/v

根据牛顿第二定律:a=F/m

联立上述各式有:a=(GMk/4π²)×(v²/r)

所以:a∝v²/r

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