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    離心力是什么?

    2020-06-27

    離心力是一種虛擬力,是一種慣性的表現,它使旋轉的物體遠離它的旋轉中 心。在牛頓力學里,離心力曾被用于表述兩個不同的概念:在一個非慣性參考系下觀測到的一種慣性力,向心力的平衡。在拉格朗日力學下,離心力有時被用來描述在某個廣義坐標下的廣義力。
    在一般語境下,離心力并不是實在存在的力。它的效果只是為了在旋轉參考系(非慣性參考系)下,牛頓運動定律依然可以運用。在慣性參考系下是沒有離心力的,在非慣性參考系下(如旋轉參考系)才需求有慣性力,不然牛頓運動定律不能運用。

    離心力

    幻想一個圍繞中 心旋轉的圓盤,角速度為ω。在圓盤上有一個質量為m木塊,木塊由繩子連接,繩子的另一端固定在圓盤的中 心(也是旋轉中 心),繩長為r。木塊隨圓盤一起滾動,假設沒有任何摩擦力,木塊的旋轉是因為繩子的拉力。在隨圓盤一起滾動的觀察者看來,木塊是停止的。根據牛頓定律,木塊遭到的合力應為零??墒悄緣K只遭到一個力,就是繩子的拉力,所以合力不為零。那么這違背牛頓定律嗎?牛頓定律只要在慣性系下才建立,可是隨圓盤一起滾動的觀察者所在的參考系是非慣性系,所以牛頓定律在這里不建立。為了使牛頓定律在非慣性系下仍然建立,那么就需求引用一個慣性力,即離心力。離心力的大小為 ,與繩子提供的拉力持平,但方向與之相反。引入離心力后,在隨圓盤一起滾動的觀察者看來,木塊一起遭到繩子的拉力和離心力,大小持平,方向相反,合力為零。此刻木塊停止,牛頓定律建立。
    離心力計算公式
    F=a*m
    F——離心力;
    a——向心加速度{a=ω^2*r=(v^2)/r=[4*(π^2)*r/T^2};
    m——物體質量。
    (F=a*m本身是牛頓第 二定律的公式的應用)
    (在上式中ω指物體圓周運動的角速度,r指物體圓周運動的半徑,T指物體圓周運動的周期,π指圓周率)

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