惯性离心力 实验指导
演示内容:

演示惯性离心力的一种效应

仪器装置:

惯性离心力演示仪

实验原理:

18世纪中叶,法国科学家达兰贝尔为了在非惯性系中形象地应用牛顿第二定律而引入了假想的力,称之为惯性力。在惯性参照系中,任何作圆周运动的物体都必须受到向心力的作用,向心力是迫使物体速度的方向不断改变的力,它总是垂直于作圆周运动的物体的速度而指向运动圆周的圆心。而在转动参照系中,随参照系作圆周运动的物体是静止的,若同参照系一起运动的观测者仍按在惯性参照系中研究问题的思维方式来研究随参照系一同作圆周运动的物体,必须设想它受到一个力与向心力平衡,它的“静止”才是可以理解的。这种让物体受到的虚构的力就是惯性力。作圆周运动的非惯性参照系中“静止”的物体受到的惯性力就是惯性离心力。

本实验中作圆周运动的是弹性圆环,在赤道部因速度大,惯性离心力(即维持其作匀速圆周运动的向心力)也大,而两级则无惯性离心力,因此圆环高速转动时成为赤道部外鼓,极地部内部的椭圆形。

实验步骤:

启动电源开关,使圆环高速转动,观察圆环的形变。随着转速的加快,作用在圆环上的惯性离心力迫使圆环形变成为椭圆形。

注意事项:

仪器工作(圆环处于运动状态)时不要打开仪器盖罩。

思考题:

为什么说惯性离心力是假想的力?