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离心力是什么?

2020-06-27

离心力是一种虚拟力,是一种惯性的表现,它使旋转的物体远离它的旋转中 心。在牛顿力学里,离心力曾被用于表述两个不同的概念:在一个非惯性参考系下观测到的一种惯性力,向心力的平衡。在拉格朗日力学下,离心力有时被用来描述在某个广义坐标下的广义力。
在一般语境下,离心力并不是实在存在的力。它的效果只是为了在旋转参考系(非惯性参考系)下,牛顿运动定律依然可以运用。在惯性参考系下是没有离心力的,在非惯性参考系下(如旋转参考系)才需求有惯性力,不然牛顿运动定律不能运用。

离心力

幻想一个围绕中 心旋转的圆盘,角速度为ω。在圆盘上有一个质量为m木块,木块由绳子连接,绳子的另一端固定在圆盘的中 心(也是旋转中 心),绳长为r。木块随圆盘一起滚动,假设没有任何摩擦力,木块的旋转是因为绳子的拉力。在随圆盘一起滚动的观察者看来,木块是停止的。根据牛顿定律,木块遭到的合力应为零?墒悄究橹辉獾揭桓隽Γ褪巧拥睦Γ院狭Σ晃恪D敲凑馕ケ撑6俣陕?牛顿定律只要在惯性系下才建立,可是随圆盘一起滚动的观察者所在的参考系是非惯性系,所以牛顿定律在这里不建立。为了使牛顿定律在非惯性系下仍然建立,那么就需求引用一个惯性力,即离心力。离心力的大小为 ,与绳子提供的拉力持平,但方向与之相反。引入离心力后,在随圆盘一起滚动的观察者看来,木块一起遭到绳子的拉力和离心力,大小持平,方向相反,合力为零。此刻木块停止,牛顿定律建立。
离心力计算公式
F=a*m
F——离心力;
a——向心加速度{a=ω^2*r=(v^2)/r=[4*(π^2)*r/T^2};
m——物体质量。
(F=a*m本身是牛顿第 二定律的公式的应用)
(在上式中ω指物体圆周运动的角速度,r指物体圆周运动的半径,T指物体圆周运动的周期,π指圆周率)

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