離心力是什麼意思

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離心力是什麼意思

離心力:

1、物體沿曲線運動或作圓周運動時所產生的離開中心的力。

2、比喻背離中心的思想和行動。

離心力是一種虛擬力,是一種慣性的體現,它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。

在牛頓力學裏,它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座標下的廣義力。

想象一個圍繞中心旋轉的圓盤,角速度爲ω。在圓盤上有一個質量爲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),繩長爲r。木塊隨圓盤一同轉動,假設沒有任何摩擦力,木塊的旋轉是由於繩子的拉力。在隨圓盤一同轉動的觀察者看來,木塊是靜止的。根據牛頓定律,木塊受到的合力應爲零。但是木塊只受到一個力,就是繩子的拉力,所以合力不爲零。那麼這違反牛頓定律嗎?

牛頓定律只有在慣性系下才成立,但是隨圓盤一同轉動的觀察者所在的參考系是非慣性系,所以牛頓定律在這裏不成立。爲了使牛頓定律在非慣性系下仍然成立,那麼就需要引用一個慣性力,即離心力。

離心力的大小爲 ,與繩子提供的拉力相等,但方向與之相反。引入離心力後,在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,大小相等,方向相反,合力爲零。此時木塊靜止,牛頓定律成立。

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爲勻速直線運動,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”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,這種力量就稱爲慣性離心力。

最後提醒一點,所謂慣性力”只存在於非慣性系,是一種虛擬力,是爲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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