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雜技團中常有這樣一個驚險的表演項目: 在一個很大的大圓筒內(nèi)壁, 一個演員騎著自行車, 一圈一圈圍繞圓筒快速`飛'行, 時高時低, 觀眾們都為他捏著一把汗: 要是摔下來, 不缺胳膊也會少腿的.但演員似乎還很輕松自如, 這是什么緣故呢?

平時哪怕我們在一個圓筒壁上靜止一秒鐘也是絕不可能的, 那演員騎著自行車為什么反而能自如地轉圈呢? 在物理學上有一種特殊的運動形式, 即圓周運動.當演員騎著自行車快速運動時, 由于圓筒內(nèi)壁的限制, 演員只能做圓周運動, 圓周運動的向心力即由筒壁的支持力提供, 而演員同時也對筒壁產(chǎn)生一個向外的壓力, 這個力與筒壁的支持力大小相等, 方向相反.因此演員在圓筒壁上受到三個力作用而平衡: 重力G, 垂直向下;筒壁的支持力F, 它是演員作圓周運動的向心力, 垂直筒壁指向筒的中心軸線, 如圖示: 由于筒壁受到演員運動產(chǎn)生的壓力N 作用, 所以筒壁與自行車輪胎之間還有靜摩察力f 作用, 它與重力平衡, 正由于f 的存在, 才使得演員能保持在直立的圓筒壁上而不下掉.

當演員速度加快時, F 增大 (F 與速度平方成正比) , 因而N 也變大, f 也會變大, 所以演員就可以沿筒壁上升;當演員速度減慢時, F 減小, f也隨著減小, 因而演員就向下運動, 當演員運動速度為零時, F 也為零, f也變?yōu)榱? 這時只有重力G 作用, 所以演員是無論如何無法呆在圓筒壁上的.

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