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  • 1 # 嬞菇涼

    離心力(Centrifugalforce)是長期以來被人們誤解而產生的一種假想力,即慣性。因為無法找出施力物體,背離了牛頓第三定律。當物體作圓周運動時,類似於有一股力作用在離心方向,因此稱為離心力。

    離心力就是物體在圓盤上旋轉產生背離圓盤中心的力,比如洗衣機的脫水桶就是使用離心力的原理。

    離心力F=a*m

    這裡a是向心加速度,a=w的平方*r,w是角速度,r是半徑;m是物體質量。

    離心力是在兩種條件下產生的,是由物體的慣性運動力和中心束縛力交織在一起產生的,擺脫中心束縛力的物質便離心而去。

    在天體上,衛星在主星邊緣做慣性運動,由於主星的引力束縛了衛星,使衛星做圓周公轉,如果衛星的慣性運動力(速度)大於主星的引力束縛力,那衛星便遠離中心一些。

    在地球上,物體在不動的中心邊緣做慣性運動,由於物體的結合力束縛物體,使物體做圓周旋轉,如果物體的慣性運動力(速度)大於物體的結合力,那慣性運動的物體便遠離中心而去。由於水和氣體的結合力很低,它們都會離中心而去。結合力高的金屬則不會離心而去。

    現將慣性離心力和離心力概念簡單解釋一下:

    我們通常是以地面做參考系,可設想地面是靜止的,或者在不太長的距離中把地面運動視為勻速直線運動,即慣性參考系,牛頓就是在這樣的前提下才總結出了運動定律。如果參考系是變速的,即非慣性參考系,牛頓定律就不能直接應用了,因此人們假想出了“慣性力”來解決牛頓定律的應用問題。慣性離心力是非慣性系中的假想力。下面舉勻速圓周運動例子:

    勻速圓周運動的線速度方向時刻變化,說明有向心加速度,而向心加速度方向也時刻變化,這是個典型的非慣性系。如果有個大轉盤在作勻速圓周運動,你坐到盤上不要看周圍景物,此時就把自己置身於非慣性系了,你肯定會感覺到有某種力量想把自己推下來,而此時又沒有任何施力物推你,這種力量就稱為慣性離心力。

    最後提醒一點,所謂"慣性力"之存在於非慣性系,是一種虛擬力,是為了將牛頓定律推廣到非慣性系上使用而虛擬的一種力,在加上這樣的虛擬力後除了牛頓第三定律外,牛頓力學中的各種定律、定理在非慣性系上都可以得以運用。

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