質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動(dòng),假設(shè)在任意相等的時(shí)間里通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度都相等,這種運(yùn)動(dòng)就叫做“勻速圓周運(yùn)動(dòng)”(uniform circular motion)。勻速圓周運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)中,最常見(jiàn)和最簡(jiǎn)陋的運(yùn)動(dòng)(因?yàn)樗俣仁鞘噶,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是指勻速率圓周運(yùn)動(dòng))。
用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力公式測(cè)定勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的實(shí)驗(yàn)儀器種類非常多,它們不僅能定性驗(yàn)證,而且也能定量測(cè)定,驗(yàn)證的基本步驟是:
第一,在確定轉(zhuǎn)速、圓周半徑都恒定的'前提下,驗(yàn)證向心力與質(zhì)量是不是正比關(guān)系。用來(lái)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)的兩物體要經(jīng)過(guò)嚴(yán)厲配重,并且用天平測(cè)量出兩球的質(zhì)量一個(gè)是另一個(gè)的一半,實(shí)驗(yàn)顯示:測(cè)力計(jì)所示的向心力隨著作圓周運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量的加倍而加倍,這就證明了向心力與物體質(zhì)量的正比關(guān)系。其次,在保持質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)半徑都恒定的情況下。由于角速度與轉(zhuǎn)速是正比關(guān)系,所以我們只需要驗(yàn)證向心力與轉(zhuǎn)速的平方是不是正比關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí),轉(zhuǎn)速增加到2倍,從測(cè)力計(jì)上可以看出,在答應(yīng)的誤差范疇內(nèi),向心力增加到4倍。驗(yàn)證了向心力跟角速度的平方成正比。最后,在保持質(zhì)量、角速度(或轉(zhuǎn)速)都不變的前提下,驗(yàn)證物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的向心力與圓周的半徑是不是正比關(guān)系。實(shí)驗(yàn)時(shí),使運(yùn)動(dòng)半徑增加到2倍,轉(zhuǎn)動(dòng)后,從測(cè)力計(jì)上可以看出向心力也增加到2倍。說(shuō)明向心力與半徑成正比。