質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)動,如果在任意相等的時(shí)間里通過的圓弧長度都相等,這種運(yùn)動就叫做“勻速圓周運(yùn)動”(uniform circular motion)。勻速圓周運(yùn)動是圓周運(yùn)動中,最常見和最簡單的運(yùn)動(因?yàn)樗俣仁鞘噶浚詣蛩賵A周運(yùn)動實(shí)際上是指勻速率圓周運(yùn)動)。
用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力公式測定勻速圓周運(yùn)動向心力的實(shí)驗(yàn)儀器種類非常多,它們不僅能定性驗(yàn)證,而且也能定量測定,驗(yàn)證的基本步驟是:
首先,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。用來作對比實(shí)驗(yàn)的兩物體要經(jīng)過嚴(yán)格配重,并且用天平測量出兩球的質(zhì)量一個是另一個的一半,實(shí)驗(yàn)顯示:測力計(jì)所示的向心力隨著作圓周運(yùn)動物體質(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,從測力計(jì)上可以看出,在允許的誤差范圍內(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)動半徑增加到2倍,轉(zhuǎn)動后,從測力計(jì)上可以看出向心力也增加到2倍。說明向心力與半徑成正比。