圆周运动存在切向驱动力

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1、圆周运动存在切向驱动力熊宇丹（xyd3411@163.com）中国地球物理学会　前言：牛顿的“最初一击”是很有名的。他认为地球绕太阳的运动是惯性运动，那么，地球是怎样开始作惯性运动的呢？他始终找不到地球最初所受的力从何而来。末了，他认定是上帝开初踢了一脚。那当然是历史笑话啰。可是300年过去了，科学家们还认为地球是惯性运动，还要归功于上帝，教授们还要照本宣科，那就太可悲了。本文将通过线球作圆周运动的游戏、太阳的自旋和力的平行四边形法则来证明，圆周运动并不是惯性运动，而是存在切向驱动力的运动。(一)、關於牽引力和切向驅動力存在的證明現代物理學認爲，物體作圓周運動是

2、先有向心力，然後物體才能作圓周運動，而且，認爲作勻速圓周運動的物體不存在切向力——驅動力。現代物理學的此種理論，是有悖於實踐的。就勻速圓周運動而言，它的切向速率雖然相等，但方向卻是不斷改變著的，因此，勻速圓周運動實際上是一種變速運動。它既運動，又變速，怎麽會沒有切向驱动力呢？現代物理學認爲，勻速圓周運動切向速度的方向的改變是向心力作用的結果。向心力誠然可以改變運動物體的運動方向，但要緊的是切向速度究竟是怎樣産生的？爲什麽物體改變了運動方向它的速率的值卻不變？這可是牛頓到死也未解決的問題。宇丹質論認爲，勻速圓周運動不是向心力作用的結果，而是牽引力作用的結果。向心力

3、只是牽引力的一個分力。有一個事實要請讀者注意，當人們用線或鏈系著球在水平面上讓球作圓周運動時，無論是變速還是勻速圓周運動，這個人的手都得在空中不停地劃圓圈，否則，球就會脫離圓周軌道。這一事實說明，無論什麽圓周運動，它的圓心部位都得不停地旋轉，即它的心部必須持續地給球以牽引力。如YL（39）圖所示，在球繞圓心O作圓周運動的過程中，它的圓心突然受F力作用向右運動，它們的連線上的向心力增加了F。按照物理學的向心力公式向心力與切向速度的平方正比例變化。但實際情況卻是，球在增加了F力的向心力作用下隨“圓心”O向右作直線運動，球的圓周運動消失了。這就證明圓周運動並不是向心力

4、作用的結果。那麽，球在什麽條件下才能作圓周運動呢？這個條件就是它的另一端必須作圓周運動。如YL（40）圖所示，當手持線端由A過B作圓周運動時，在B點，球受線端B的牽引力F作用。球才能夠以切線速度V作圓周運動。這時，F的分力f1是向心力，F的分力f2就是切向驅動力。YL（39）圖和YL（40）圖的聯繫物皆是只具有單向彈性的線或鏈。下面，我們來分析在具有各向彈性的剛性聯繫物的連結下球作圓周運動的受力情況。YL（41）圖是用具有各向彈性的鋼絲作聯繫物，球作圓周運動的受力情況。當圓心O旋轉時，鋼絲受慣性力作用而彎曲，牽引著球作圓周運動。牽引力爲鋼絲承受的拉力F。這時鋼絲

5、的牽引力F的分力f1就是向心力，分力f2就是切向驅動力。YL（41）圖完全可以用作剛性圓盤在水平面上旋轉的受力分析。由此可見，無論物體在怎樣條件下作圓周運動，它都是要承受牽引力和切向驅動力的。就是火車在曲線軌道上作勻速曲線運動，它也要承受切向驅動力，它承受的切向驅動力就是火車頭內部動力機産生的牽引力。而整列火車所受的牽引力則是動力機的牽引力——切向驅動力和向心力——傾斜軌道的反作用力的合力。現代物理學對作曲線運動的動力學分析之所以錯誤，一方面是把作勻速曲線運動的物體歸於慣性運動，一方面是把向心力視爲改變切向速度方向的力。前一個錯誤違反了牛頓第一定律，因爲慣性運動

6、是對勻速直線（！）運動而言的。後一個錯誤則違背了物體作圓周運動必須有牽引力的事實（如火車、汽車）或違背了作圓周運動的聯體中心必須旋轉的事實。（如線球、鏈球、圓盤）。我們已經看到，向心力只不過是牽引力的一個分力。真正決定切向驅動力和切向速度改變方向的，只能是實實在在的牽引力，而不是向心力。所以，那種認爲先有向心力然後才有曲線運動的理論是搞顛倒了的。物體作曲線運動的功勞應當歸於牽引力和與切向速度方向相同的切向驅動力，而向心力則是用來與離心力達成動平衡以保持曲率半徑長度的力。正確認識物體作曲線運動的力學原因，並承認有牽引力和切向驅動力存在，這不僅對於弄懂曲線運動的力學

7、規律有益，尤其對於天體力學和天體運行規律的研究大有助益。（二）、天體的牽引力和切向驅動力牛頓的“最初一擊”是很有名的。牛頓之所以有“最初一擊”的想法，即認爲地球繞太陽作圓周運動的啓動是上帝踢了一腳的功勞，而且，他後來果真去信奉上帝去了，查其根本原因，就在於牛頓首先認定日地之間是“真空”，其次認定勻速圓周運動是慣性運動。因此，牛頓對於太陽會給地球以牽引力，從而對地球産生了切向驅動力的力學原理毫無認識。我敢說，至今的物理學和天文學對於天體存在牽引力和切向驅動力的問題，仍是缺乏認識的。所以，他們找不出一切天文現象産生的力學原因。他們必須首先破除“獨空”即“真空”的陳舊

8、概念，才能對天體力學的發