操作说明:转动手轮,观看容器内液面变化。
功能概述:此展项由可旋转的转台、固定在旋转台上的演示装置等构成。通过互动展示,让观众了解离心现象。观众转动手轮驱动转盘转动,可以发现由于离心力的作用,透明水箱中的液面发生了变化,中间低两头高。
科学原理:是什么力量使液面发生了变化呢?
这是离心力造成的。离心力是一种惯性的表现,实际是不存在的。为使物体做圆周运动,物体需要受到一个指向圆心的力--即向心力。若以此物体为原点建立坐标,看起来就好像有一股与向心力大小相同方向相反的力,使物体向远离圆周运动圆心的方向运动。(当物体受力不足以提供圆周运动所需向心力时,看起来就好像离心力大于向心力了,物体会做远离圆心的运动,这种现象叫做“离心现象”。)
假设若离心力存在,则与向心力相平衡,物体受力平衡,速度方向不会改变,是平衡态,不可能做圆周运动,所以证明离心力并不存在,即离心力是以力的作用效果来命名的。
注意:离心力作为惯性力实际上是不存在的,伟大的科学家笛卡尔在其“旋涡说”理论中就有此误。故以下说法错误--“当物体作圆周运动时,在其轨道切线方向上所受到了切向力,有一股分力作用在离心方向,因此称为离心力。”