圓周運動 簡介

1. 等速圓周運動簡介
國立臺東高中

2. Ｏutline
•1.什麼樣的運動 叫做等速圓周運動
•2.說明 頻率 與 週期 之間關係
•3.概述 等速圓周運動 切線速率、向心加速度、向心力
之間的關係
•4.等速圓周運動的應用

3. 生活中的觀察
夜空下，對著北極星進行長時間曝光攝影，可以拍下圓
形的星軌
http://digiphoto.techbang.com/posts/4385-stars-in-the-galaxy-star-
track-and-tracks-shooting-skills?page=3
• 發現恆星在正圓形路徑上運動
• 此種運動為圓周運動
• 恆星移動方向不斷改變
• 恆星必然有加速度

4. 生活中的觀察
• 在田徑比賽中，選手抓住鏈球繞著中心旋轉時候的運動模式，
也很像圓周運動 • 鏈球在作圓周運動時， 所受
的力為指向圓心的力。
圖片來源 http://okok111111111.blogspot.tw/2012/08
/the-united-state-kibwe-johnson-men.html /
http://www.passmyexams.co.uk/GCSE/physics/images/centripetal_force.jpg

5. 等速圓周運動
• 繩子拉小球，使小球以相同的
速率在正圓形路徑上運動
• 旋轉一圈所需時間=定值
• 小球移動方向不斷改變
• 小球受力作用
• 當繩子斷裂，張力消失
球沿切線方向飛出http://cse.ssl.berkeley.edu/bmendez/ay10/2002/notes/pic
s/bt2lf0504_a.jpg
繩子的張力

6. 等速圓周運動
• 球旋轉時，速度方向沿著圓軌
跡的切線方向
• 球的移動速率相同，
• 速度不斷改變方向，必有加速
度
• 小球受力作用
• 加速度方向，恆指向圓心http://cse.ssl.berkeley.edu/bmendez/ay10/2002/notes/pic
s/bt2lf0504_a.jpg
繩子的張力
切線速率 向心加速度垂直

7. 等速圓周運動
• 繩子拉小球，使小球以相同的
速率在正圓形路徑上運動
• 小球移動方向不斷改變
• 旋轉一圈所需時間=定值
• 稱為 週期 , T，單位：秒
• 每一秒的轉動圈數=定值
• 稱為頻率,f，單位：轉/秒 次/秒
http://cse.ssl.berkeley.edu/bmendez/ay10/2002/notes/pic
s/bt2lf0504_a.jpg
週期 =
𝟏
頻率
1轉/秒=1 r.p.s=1Hz

8. 即時問題
• 假設圖中的輪子在 30秒，等速繞10
圈
• 請問 週期? 頻率?
週期T=
30
10
= 3(秒)
頻率 f=
10
30
(Hz) =
1
3
(r. p. s)

9. 等速圓周運動的應用
• 人造衛星繞地球等速率圓週
運動
• 人造衛星所需要的向心力，
由萬有引力提供
http://asmc.asean.org/wp-
content/uploads/2015/05/geo_leo_satellites.jpg

10. Thanks for your attention