離心力

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離心力英語centrifugal force)是一種虛擬力或稱慣性力,它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。在牛頓力學裡,離心力曾被用於表述兩個不同的概念:在一個非慣性參考系下觀測到的一個慣性力,和向心力的反作用力。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

在通常語境下,離心力並不是真實存在的力。它的作用只是為了在旋轉參考系(非慣性參考系)下,牛頓運動定律依然能夠使用。在慣性參考系下是沒有慣性力的,在非慣性參考系下(如旋轉參考系)才需要有慣性力,否則牛頓運動定律不能使用。

物理例子[編輯]

想像一個圍繞中心旋轉的圓盤,角速度ω。圓盤上有一質量為m木塊,並由繩子連接,繩子的另一端固定在圓盤中心,繩長為r。木塊隨圓盤一同轉動。假設沒有摩擦力,木塊的旋轉是由於繩子的拉力。隨圓盤一起轉動的觀察者看木塊是靜止的。根據牛頓定律,木塊受到的合力應為零。那麼這違反牛頓定律嗎?從圓盤外慣性系觀察者看,木塊受到繩子的拉力,所以合力不為零。牛頓定律只有在慣性系下才成立。隨圓盤一起轉動的觀察者所在的參考系並非慣性系。為了使牛頓定律在非慣性系下仍然「成立」,需要引用一個慣性力,即假想的「離心力」。這「力」的大小為m\omega^2r,與繩子提供的拉力相等,但方向相反。如此,隨圓盤一同轉動的觀察者看來,木塊同時受到繩子的拉力和「離心力」,合力為零,牛頓定律「成立」。