Question

向心加速度公式推导

Answer 1

　　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T，地球质量M，根据开普勒第三定律T ^3 =k，据万有引力定律F=GMm/r ^2 ，对于圆周运动物体T=2πr/v，根据牛顿第二定律a=F/m，联立上述各式有a=（GMk/4π ^2 ）×（v ^2 /r），所以a∝v ^2 /r。

　　质点作曲线运动时，指向圆心（曲率中心）的加速度，与曲线切线方向垂直，也叫做法向加速度。向心加速度是反映圆周运动速度方向变化快慢的物理量。向心加速度只改变速度的方向，不改变速度的大小。

　　向心加速度方向始终与运动方向垂直，方向时刻改变且指向圆心（曲率中心），不论加速度的大小是否变化，加速度的方向是时刻改变的，所以圆周运动一定是变加速运动。可理解为做圆周运动物体加速度在指向圆心（曲率中心）方向上的分量。向心加速度是矢量，并且它的方向无时无刻不在改变且指向圆心（曲率中心）。

　　所有做曲线运动的物体都有向心加速度，向心加速度反映的是圆周运动在半径方向上的速度方向(即径向即时速度方向·)改变的快慢。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，叫做切向加速度。向心加速度的方向始终与速度方向垂直，也就是说线速度始终沿曲线切线方向。