匀速圆周运动向心加速度推导 随笔

某时刻质点位于\(A\)点,速度为\(v_A\)。经过\(\Delta t\)时间,运动到\(B\)点。

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\(v_B\)矢量的始端移至\(A\)点(\(v_B'\)),速度改变量\(\Delta v=v_B-v_A\)(绿色向量)。

速度\(v_A,v_B',\Delta v\)围成的三角形与\(\triangle OAB\)相似,则

\[\Delta v=\Delta s\frac{v}{r}\]

同除以\(\Delta t\)

\[\frac{\Delta v}{\Delta t}=\frac{\Delta s}{\Delta t} \cdot \frac{v}{r}\]

\(\Delta t\)趋近于零时,\(\frac{\Delta v}{\Delta t}\)表示向心加速度\(a\)的大小,\(\frac{\Delta s}{\Delta t}\)表示线速度的大小\(v\)

于是得到

\[a=\frac{v^2}{r}\]

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