目的
體驗物體作圓周運動時的向心力與摩擦力。
實驗
實驗裝置:橡膠小球(代表葡萄)、酒杯。
將酒杯倒蓋罩住桌面上的葡萄,將橡膠小球沿著酒杯壁旋轉,再瞬間倒轉酒杯。
原理思考
為什麼小球會沿著杯壁轉圈,而不會往下掉?
1.當小球開始沿著杯壁繞圈後,在沒有外界的干擾下,小球就會一直保持著當下的狀態,只要我們沒有刻意破壞小球的運動狀態,小球就會一直沿著杯壁繞圈,即便是改變杯口的方向。因此我們可在小球繞圈的同時翻轉杯子,接著若沒有再提供動能給小球,小球後就會落入杯底了。 2.小球的向心力是做圓周運動時所產生,在沒有支撐的情況下,小球的重量與小球施於玻璃杯的正向力所造成的摩擦力平衡,故小球不會下落。
討論
1.小球作圓周運動的速度的大小會影響本實驗結果嗎?
2.小球在任何位置倒轉酒杯可以將小球留在玻璃杯中嗎?
3.換成葡萄或橄欖會有何狀況發生?
關於實驗
1.可同本網站中的向心力與摩擦力做比較做比較
2.此版設計主要是用來普及教學推廣使用。
參考資料
"Fundamentals of Physics", 7th ed., John Wiley & Sons, 2005, New York. Ch6.Hallday, Resnick, Walker
製作
朱慶琪
指導老師
朱慶琪
撰稿
杜宗勳、蔡昌翰