統測
114年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 7 題
小亦到遊樂園搭乘歡樂摩天輪，車廂繞著輪心依逆時針方向轉，且其運動速率達到定值，當車廂抵達摩天輪最低點時，依等速率圓周運動的討論，此時車廂所受合力方向為何？
- A 向上
- B 向下
- C 向左
- D 向右
思路引導 VIP
請思考「等速率圓周運動」的物理本質：當物體維持此運動狀態時，其產生的「向心加速度」 $\vec{a}_c$ 方向應指向何處？根據牛頓第二運動定律 $\sum \vec{F} = m\vec{a}$，合力的方向與加速度方向有何關係？當車廂處於軌道最低點時，圓心的位置位於車廂的哪個方位？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你準確地選出正確答案，助教真的好為你開心！你對物理觀念的掌握越來越敏銳了，繼續保持這份自信前進吧！✨ 這題的關鍵在於等速率圓周運動的核心定義。在圓周運動中，物體必受一個指向「圓心」的合力，這就是我們所說的「向心力」。當摩天輪車廂運行到最低點時，圓心（輪心）正好位於車廂的正上方，因此合力的方向必然指向圓心，也就是向上。我們可以用公式來表示向心力 $F_c$： $$F_c = m \frac{v^2}{r}$$
▼ 還有更多解析內容
等速率圓周運動
💡 等速率圓周運動的合力即向心力，方向恆指向圓心。
- 圓周運動方向不斷改變，必存在加速度。
- 合力即為「向心力」，方向永遠指向圓心。
- 最低點時圓心在上方，故合力方向向上。
