向心力是物理學(xué)中一個重要知識點,那它的公式是怎樣推導(dǎo)出來的?下面是由出國留學(xué)網(wǎng)編輯為大家整理的“向心力公式推導(dǎo)過程有哪些”,僅供參考,歡迎大家閱讀本文。
向心力公式
質(zhì)量為m的物體以速度v沿曲率半徑為r的曲線運動時所需的向心力F為:

其中:v為線速度單位m/s,ω為角速度單位rad/s,m為物體質(zhì)量 單位kg,r為物體的運動半徑 單位m,T為圓周運動周期 單位s,f為圓周運動頻率單位Hz,n為圓周運動轉(zhuǎn)速(即頻率)單位r/s。
向心力公式的推導(dǎo)過程
第一向心力:設(shè)質(zhì)點沿半徑為r的圓周做勻速圓周運動,在某時刻速度為v1 很短的△t時間后為v2速度矢量改變△v=v2-v1 比值Δv/Δt就是質(zhì)點的平均加速度,方向與Δv相同。當Δt足夠小時比值就是瞬時加速度,A B兩點就重合為一點,Δv即a的方向就是切線方向。
用Δs 表示AB長則Δv=v1*Δs/r 用Δv去除 則Δv/Δt=Δs*v/Δt*r 當Δt趨近于0時 Δv/Δt表示a的大小 Δs/Δt表示線速度的大小v1于是 a=v2/r再由F=ma得到F=mv2/r 用極限的思想推導(dǎo)。
拓展閱讀:向心力一定是合外力嗎?
不是的。如果是勻速圓周運動,則合外力完全用來充當向心力,合外力完全充當向心力是物體做勻速圓周運動的充分必要條件。但物體若只做簡單的圓周運動,那就不一定了。它的力可以沿各個方向,只要有向心力分量即可。