國立中央大學物理演示實驗 NCU Physics Demonstration Lab

慣性,向內還是向外?

顛覆你對向心力總是讓人甩出去的看法

目的

展示沉體和浮體的慣性力。

實驗

將一在水中為浮體且在油中為沉體的物體,分別放入水及油中。利用轉盤使之旋轉,即可觀察到沉體和浮體有何差別

原理思考

為什麽在水中的浮體會往內跑呢?而為什麽在油中的沉體會向外跑呢?

原理探究

×原理探究

浮體:起初物體為靜止,旋轉時施予物體一向心力,則物體為了維持起初的狀態,則會產生一抵抗的力向外,但物體較輕而液體較重,故液體所產生的向心力會將物體往內推。

沉體:起初物體及液體為靜止,旋轉時施予物體及液體一向心力,則物體及液體為了維持起初的狀態,則會產生一抵抗的力向外,而造成物體往外跑。

討論

  1. 還記得錐動擺嗎?液體裡的沉體,他的受力情形,是不是很像本實驗秀給你看的樣子?

關於實驗

可與本網頁力學中的實驗D03.向心力與摩擦力實驗D15.向心力?離心力?做比較

參考資料

  1. M. A. Waggoner, Lecture Demonstration Instructions Sheet.
  2. Meiners, Physics Demonstration Experiments, Inertial Forces: Demonstration 8-3.2, pages 143-144.
  3. Meiners, Physics Demonstration Experiments, Section 8-3.6, page 145.
  4. Julius Sumner Miller, Two Demonstration Devices, AJP 30, 385-386 (1962).
  5. C. Pontiggia, A. Marciano, and E. Piano, Gravitational field and accelerated frame: A simple apparatus, AJP 53, 915-916 (1985).

製作

V.1 丁姿妍

指導老師

朱慶琪、鄭劭家、陳泰利

撰稿

丁姿妍、王中川