Question

向心加速度公式推导是什么?

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）。