研究物體的運動時一定要選擇一個參照物。
我們生活在地球上,習慣以地面或相對地面靜止的物體為參照物來研究另一個物體的運動。不加說明的情況下,都是如此。
向心力之所以被稱作向心力,就是因為做圓周運動的物體所受到的合外力的方向指向圓心。
物體做曲線運動時運動方向是變化的,是變速運動。它的運動方向之所以會變化,是因為,它所受到的合外力方向跟速度方向不在同一條直線上。合外力的法向分力起到了改變物體運動方向的作用,使物體的運動軌迹彎向了合外力法向分力方向一側。物體做圓周運動時,合外力的方向沿着圓軌道的半徑指向圓心,被稱為向心力。
習慣上把做曲線運動的物體所受到的合外力的法向分力稱為向心力。
在水平面上做圓周運動的物體受到的重力和支持力的方向都跟該物體的速度方向(也就是運動方向)垂直,但改變該物體運動方向的力不是重力和支持力,因為重力和支持力的合力為零,物體的運動軌迹既沒有向上彎曲,也沒有向下彎曲,另有其它物體施加于它的作用力改變了它的運動方向,這個物體是提供向心力的施力物體,這個做圓周運動的物體對施加于它向心力的物體的反作用力的方向是跟向心力方向相反的,是離圓心而去的,故稱其為離心力。
做圓周運動的物體所受到的向心力F跟它的質量m、速度v、軌道半徑r必須滿足F=mv²/r。
如果某一時刻由于某種原因使得向心力變小,出現F<mv²/r的情形,這時實際向心力F就會小于所需要的向心力mv²/r,出現向心力不足的情況,使此物體的運動方向改變變小,此物體就會離原來的圓心越來越遠,我們就說此物體做離心運動。
如果某一時刻由于某種原因使得向心力F變大,出現F>mv²/r的情形,這時實際向心力F就會大于所需要的向心力mv²/r,出現向心力過剩的情形,使此物體的運動方向改變變大,此物體就會離原來的圓心越來越近,我們就說此物體做向心運動。
如果由于某種原因使得此物體的速度v變大,出現F<mv²/r的情形,這時此物體也會做離心運動。
如果由于某種原因使得此物體的速度v變小,出現F>mv²/r的情形,這時此物體也會做向心運動。
人造衛星發射過程中常通過“制動”來改變衛星速度大小來改變衛星軌道半徑,實現“變軌”。
下面這些認識都是錯誤的:1、物體的運動方向跟它所受力的方向一定是相同的;2、物體受力越大,運動越快;3、物體不受力就會靜止不動;4、物體運動越快慣性越大;5、物體做離心運動是因為它受到了離心力的作用。
很多太極拳大師或太極拳高手在解釋他們的師徒推手現象時,都用到過“向心力”和“離心力”。他們認為太極拳原理跟“向心力”和“離心力”的作用密切相關。實際上,他們根本沒有搞清楚太極拳的力學原理。太極拳力學原理跟“向心力”“離心力”沒有關系!他們連“向心力”和“離心力”是怎麼回事都沒有搞清楚,就憑自己的錯誤理解随意亂用。他們錯誤的地認為他們之所以發放弟子,是因為太極拳大師做到了先合後開,弟子先在他施加于弟子的“向心力”的作用下做向心運動,離他越來越近,然後在他施加于弟子的“離心力”的作用下做離心運動,離他越來越遠。
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