還記得我們和狐狸貓與小數蛙 一起學習圓周運動和萬有引力嗎? 讓我們一起來複習吧! 圓周運動是一種繞著固定圓心旋轉 且運動軌跡為圓形的運動 進行圓周運動時 可以改變運動方向的力稱作向心力 當向心力消失時 物體就會沿著切線方向飛出去 而萬有引力是指 任何兩個物體之間 皆有互相吸引的力存在 像是圖中看到的車子對地板的吸引力 小數蛙對狐狸貓的吸引力 電線桿對地板的吸引力 其實都是萬有引力 而兩物體彼此間的萬有引力 互為作用力與反作用力 所以大小相等、方向相反 而萬有引力與物體質量、距離有關 當距離固定時 與兩物體的質量乘積 成正比 當質量固定時 與兩物體的距離平方 成反比 科學家將萬有引力常數G 帶入關係式中 使等式成立 稱為萬有引力定律 複習完萬有引力和圓周運動後 我們先回答以下的問題吧! 回答完題目後 想想看如果今天狐狸貓和小數蛙 在公園玩互相接球的遊戲 狐狸貓沿水平方向將球拋向小數蛙 小數蛙一個恍神 沒有注意到球飛了過來 這時會發現球沿著拋物線軌跡落至地面 當狐狸貓拋出球的速率愈大 球落到地面的水平距離 則會愈遠 從剛剛的例子可以看到 如果今天人造衛星從地球發射到外太空時 給予人造衛星足夠的水平速度 便可以讓人造衛星沿著地球的曲線做圓周運動 以不同的水平速度發射 圓周運動的軌跡也會跟著不同 而繞行在地球周圍的人造衛星 具有相當快的繞行速度 所以可以繞著地球 而不會掉落喔! 接下來跟著小數蛙一起回答問題吧! 同學們 接下來想一想 生活上有什麼現象 是跟萬有引力有關係的呢? 夏天到了 狐狸貓和小數蛙來到海邊放鬆 狐狸貓決定躺在沙灘上曬日光浴 小數蛙則決定要堆沙堡 過了一段時間後 小數蛙發現 海水漸漸往沙灘上移動 小數蛙覺得很奇怪 海水為什麼會有移動的現象呢? 首先 我們先來瞭解 當海面開始慢慢上升的現象 稱為漲潮 當海水面開始下降則稱為退潮 海水漲退潮的現象 需要考慮地球 太陽 與月亮之間的作用力 萬有引力正是其中之一 因此 根據萬有引力定律 雖然太陽的質量較大 但地球跟月球的距離比較近 所以受到月球的影響會更顯著 進一步來看 地球不同位置上 受到大小不一的力作用 使得圍繞在地球表面的海水 形成對稱的橢圓 隨著地球自轉與月球繞地球公轉 可以在地球上觀察到海水漲退 潮起潮落的現象 如果加上太陽的影響 當地球 太陽 與月亮形成一直線時 由於月球帶來的引潮力 與太陽帶來的引潮力 產生加乘作用 造成較大的潮差 當地球、太陽與月亮形成直角時 月球帶來的引潮力 與太陽帶來的引潮力 互相干擾相消 我們將今天學到的知識 做了一個重點整理: 圓周運動是一種繞著固定圓心旋轉 且運動軌跡為圓形的運動 萬有引力 表示任何兩個物體之間 皆有互相吸引的力 人造衛星繞著地球作圓周運動 其向心力 來自衛星與地球之間的萬有引力 潮汐現象是受地球、 月球與太陽之間萬有引力的影響 而出現造成漲退潮的現象 最後 和狐狸貓與小數蛙一起來腦力激盪吧! 我們可以觀察到每天潮汐的時間都不一樣 是什麼原因造成的呢?