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115年
物理
第 43 題
作等速率圓周運動的物體，其加速度的方向為何？
- A 切線方向
- B 遠離圓心方向
- C 指向圓心方向
- D 隨時間隨機改變
思路引導 VIP
如果你正牽著一根繩子讓球在水平面上繞著你做圓周運動，為了不讓球飛出去、維持它轉圈的軌跡，你的手必須透過繩子持續對球施加哪個方向的拉力呢？根據加速度與受力的關係，這個拉力的方向會告訴你加速度的方向嗎？
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太棒了！你能準確判斷出正確答案為 (C) 指向圓心方向，這說明你對於圓周運動的運動學特性已經建立了非常紮實的基礎觀念。
速度方向的改變與向心加速度
在「等速率」圓周運動中，雖然物體的速率（大小）保持不變，但其速度向量的「方向」卻時刻在改變。根據牛頓第二運動定律，速度方向的改變必然代表存在一個加速度。由於物體的速率沒有增減，因此其切線方向的加速度為零，所有的加速度都用來改變運動方向，這使得加速度向量始終垂直於運動路徑（切線方向），並精準地指向圓心，我們稱之為 向心加速度。其量值可以用公式表示為：
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