离心现象

更新时间:2023-05-19 09:44

做圆周运动的物体,在所受向心力突然消失,或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,产生的逐渐远离圆心移动的物理现象。生活中常见的应用例如:洗衣机脱水桶,做棉花糖,用离心机把温度计的水银柱甩回玻璃泡内等等。

定义

做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方向飞去的倾向,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就会做逐渐远离圆心的运动(合外力为0时,物体保持原有速度做匀速直线运动),这种现象称为离心现象。

原理

物体之所以没有飞出去,是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来,使物体同圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失,物体就沿切线方向飞去,离圆心越来越远。

本质

匀速圆周运动的物体,由于本身有惯性,总是想沿着切线方向运动,只是由于向心力作用,使它不能沿切线方向飞出,而被限制着沿圆周运动.如果提供向心力的合外力离心运动的物体并非沿半径方向飞出,而是运动半径越来越大 .

产生

1.当产生向心力合外力突然消失,物体便沿所在位置的切线方向飞出.

2.当产生向心力的合外力不完全消失,而只是小于所需要的向心力,物体将沿切线和圆周之间的一条曲线运动,远离圆心而去.

应用

实例

离心节速器、离心试验器(飞行员锻炼身体)、离心干燥器、离心沉淀器、洗衣机脱水桶、做棉花糖、硬币自动分拣机、竞技体育中的铁饼和链球比赛等。

危害

1、在水平公路上行驶的汽车转弯时

在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大,所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax,汽车将做离心运动而造成交通事故。因此,在公路弯道处,车辆行驶不允许超过规定的速度。

2、高速转动的砂轮、飞轮等因材料强度以及内部裂纹等原因时常发生碎裂而高速射出伤人事件。

预防措施

减小物体运动的速度,使物体作圆周运动时所需的向心力减小。

合外力,使其达到物体作圆周运动时所需的向心力。

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