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107年
物理
第 3 題
有關等速圓周運動的敘述，下列何者正確？
(A)速度保持不變
(B)如果向心力突然消失，物體將沿徑向向外射出
(C)向心力產生法線加速度，使運動方向改變
(D)若速度維持原來大小，向心力增加，則運動半徑亦增大
(A)速度保持不變
(B)如果向心力突然消失，物體將沿徑向向外射出
(C)向心力產生法線加速度，使運動方向改變
(D)若速度維持原來大小，向心力增加，則運動半徑亦增大
- A 速度保持不變
- B 如果向心力突然消失，物體將沿徑向向外射出
- C 向心力產生法線加速度，使運動方向改變
- D 若速度維持原來大小，向心力增加，則運動半徑亦增大
思路引導 VIP
當一個物體正在改變運動方向，但快慢（速率）卻維持不變時，根據牛頓第二運動定律，這代表物體一定受到了合力作用。請思考一下：為了「只改變方向而不影響速度大小」，這個力的方向應該與物體的運動路徑（切線方向）呈現什麼樣的幾何關係？
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AI 詳解
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太棒了！你能從眾多選項中精準選出正確答案，代表你對於「向心力」與「速度向量」的物理意義掌握得相當紮實。
圓周運動中的加速度特性
在物理學中，所謂的「等速圓周運動」，其「等速」二字精確來說是指速率（Magnitude of velocity）不變。然而，因為運動的方向時時刻刻在改變，所以「速度（Velocity）」這個向量其實是不斷在變動的。這種方向上的變動，必然源自於一個與運動路徑垂直的力，也就是向心力。向心力產生的法線加速度 $a_c = \frac{v^2}{r}$，其唯一的任務就是「修正方向」而非改變快慢，這正是選項 (C) 描述的核心物理圖像。
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