circular motion是什么意思，circular motion的意思翻译、用法、同义词、例句

常用解释

圆周运动

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同义词

专业解析

圆周运动（Circular Motion） 是指物体沿着一个圆形轨迹进行的运动。这是一种常见的曲线运动形式，其核心特征是物体运动方向不断改变，需要受到一个指向圆心的力来维持这种运动状态。以下是其详细解释和关键要素：

1. 定义与基本特征

   圆周运动中，物体以恒定的或变化的速率绕一个固定点（圆心）做轨迹为圆周的运动。物体在任意时刻的速度方向都沿着圆周的切线方向，而速度方向的变化意味着物体存在加速度。这个加速度始终指向圆心，称为向心加速度（Centripetal Acceleration）。根据牛顿第二定律，产生向心加速度的力称为向心力（Centripetal Force），其方向也始终指向圆心。向心力不是一种新的力，而是由重力、弹力、摩擦力、电磁力等实际提供的合力或分力来充当的。

2. 关键物理量

   • 线速度 (v)：物体沿圆周切线方向运动的瞬时速度。其大小（速率）可能恒定（匀速圆周运动）或变化（变速圆周运动）。方向时刻改变。
   • 角速度 (ω)：描述物体绕圆心转动快慢的物理量，单位是弧度每秒 (rad/s)。在匀速圆周运动中，角速度是恒定的。线速度与角速度的关系为：$v = omega r$，其中 $r$ 是圆周半径。
   • 周期 (T)：物体完成一次完整圆周运动所需的时间，单位是秒 (s)。
   • 频率 (f)：单位时间内物体完成圆周运动的圈数，单位是赫兹 (Hz)。频率与周期的关系为：$f = frac{1}{T}$。
   • 向心加速度 (a_c)：方向指向圆心，大小为：

     $$ a_c = frac{v}{r} $$ 或

     $$ a_c = omega r $$

   • 向心力 (F_c)：提供向心加速度的力，大小为：

     $$ F_c = m a_c = m frac{v}{r} = m omega r $$ 其中 $m$ 是物体质量。

3. 实例与应用

   圆周运动在自然界和工程中无处不在：

   • 天体运动：行星绕恒星（如地球绕太阳）、卫星绕行星（如月球绕地球）的运动，万有引力提供向心力。
   • 交通工具转弯：汽车在水平路面转弯时，摩擦力提供向心力；在倾斜路面（如高速公路弯道）转弯时，重力和支持力的合力提供向心力。
   • 旋转机械：洗衣机脱水桶中的衣物、离心机中的样品做圆周运动，桶壁或容器的支持力提供向心力。
   • 游乐设施：过山车在环形轨道最高点、旋转飞椅等，重力和座椅支持力的合力提供向心力。
   • 原子模型：早期卢瑟福模型中，电子被设想为绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力。

来源参考：

• 圆周运动的基本概念与公式定义参考自经典物理学教材，如《University Physics》(Young and Freedman) 或《Fundamentals of Physics》(Halliday, Resnick, Walker) 中关于圆周运动的章节。
• 应用实例分析参考了 Physics LibreTexts (https://phys.libretexts.org/) 和 Khan Academy Physics (https://www.khanacademy.org/science/physics) 中关于圆周运动的讨论。

网络扩展资料

"Circular motion"（圆周运动）是物理学中的基础概念，指物体沿着固定圆形路径的运动。以下是详细解释：

1. 定义与基本特点

• 物体运动轨迹为圆形，方向不断变化。
• 即使速率恒定（匀速圆周运动），速度矢量仍持续变化，因此存在加速度。

2. 关键要素

• 向心加速度：方向始终指向圆心，计算公式： $$ a_c = frac{v}{r} = omega r $$ 其中$v$为线速度，$omega$为角速度，$r$为半径。
• 向心力：维持圆周运动的合力，如绳子拉力、重力或摩擦力，公式$F_c = m cdot a_c$。

3. 类型

• 匀速圆周运动：速率不变，仅方向变化（如钟表指针）。
• 变速圆周运动：速率和方向均变化（如过山车在环形轨道的运动）。

4. 实际应用

• 天体运行：行星绕恒星的运动
• 工程：轮胎旋转、离心机原理
• 日常现象：旋转木马、洗衣机脱水原理

注意：虽然速度大小可能不变，但方向变化必然产生加速度，这是牛顿第一定律的典型例证。理解此概念时需区分"向心力"（真实存在的合力）与"离心力"（非惯性系中的虚拟力）。

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