匀速直线运动还是圆周运动如果在赤道上有一条轨道我在上面放个小球不计摩擦,小球将怎样运动现在小球合力为零,按照牛顿第一定理,小球将匀速直线运动,但地球是圆的,匀速直线显然不

Question

匀速直线运动还是圆周运动
如果在赤道上有一条轨道 我在上面放个小球 不计摩擦,小球将怎样运动 现在小球合力为零,按照牛顿第一定理,小球将匀速直线运动,但地球是圆的,匀速直线显然不可能,应该做圆周运动,可是又不符合牛顿第一定理

Answer 1

我来献丑啦,哇哈哈~
咳咳.首先要肯定你的探究精神,我高中也很喜欢这样,鼓掌~
肯定是 圆周运动.
好了,现在开始解答.
1.实际上呢,在你的物理模型中,小球并不是合力为零的,因为此时你将地球小球运动轨迹——赤道,视为一个圆,而你暗示球的速度小于第一宇宙速度,在忽略摩擦的条件下,这直接导致了小球将保持恒定的速度大小做圆周运动,存在有所谓的向心力.也就是说,此时的小球所受重力大于支持力.ps：这类似于汽车过圆拱桥,特殊的是这个拱桥太长了~长到你忽略了它的弧度.所以我们在讨论短距离的运动时,可视为匀速直线；而你这样讨论整个赤道,自然不能再近似了~
2.而为什么我说重力而不说万有引力呢,因为你在给小球一个初速度时,是相对于地面的,在小球相对于地面是静止时,小球所受重力式其所受万有引力的一个分力,另一个分力提供向心力去了~万有引力 > 重力 = 支持力.
这点很重要,换句话说,事实上,在你还没有给这个小球相对地面的初速度的时候,已经是在做匀速圆周运动了.而有了这个较小（小于第一宇宙速度）的速度时,向心力增大了.ps：这类似于汽车过很长很长的圆拱桥,特殊是这个拱桥在自转 = =,而且汽车在出发前就已经和拱桥一起转了.
3.你的发现实际上揭示了一个问题,我们在地球上做的所谓匀速运动,所谓受力平衡,实际上都只是近似.