离心力计算公式
离心力是一种惯性力,它使旋转的物体远离它的旋转中心。离心力并非真实存在的力,它的作用只是为了在旋转参考系(非惯性参考系)下,牛顿运动定律依然能够适用。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)才需要有惯性力,否则牛顿运动定律将失效。
离心力计算公式
F=ma=mω²r
式中,F-离心力,a-向心加速度,m-物体质量,ω-物体圆周运动的角速度,r-物体圆周运动的半径。
离心现象
离心力(Centrifugalforce)是一种惯性力,实际上是不存在的。为使物体做圆周运动,物体需要受到一个指向圆心的力,即向心力。若以此物体为原点建立坐标,看起来就好像有一股与向心力大小相同方向相反的力,使物体向远离圆周运动圆心的方向运动。当物体受力不足以提供圆周运动所需向心力时,看起来就好像离心力大于向心力了,物体会做远离圆心的运动,这种现象叫做“离心现象”。
假设若离心力存在,则与向心力相平衡,物体受力平衡,速度方向不会改变,是平衡态,不可能做圆周运动,所以证明离心力并不存在,即离心力是以力的作用效果来命名的。
注意:离心力作为惯性力实际上是不存在的,伟大的科学家、物理学家笛卡尔在其“旋涡说”理论中就有此误。故以下说法是错误的:“当物体作圆周运动时,在其轨道切线方向上所受到了切向力,有一股分力作用在离心方向,因此称为离心力。”
应用
在天体上,卫星绕主星做惯性圆周运动,由于主星的引力束缚了卫星,使卫星做圆周公转,如果卫星的惯性运动力(速度)大于主星的引力束缚力,那卫星便远离中心一些。在地球上,物体在不动的中心边缘做惯性运动,由于物体的结合力束缚物体,使物体做圆周旋转,如果物体的惯性运动力(速度)大于物体的结合力,那惯性运动的物体便远离中心而去。譬如,水和气体的结合力很低,它们都会离地球中心而去,结合力高的金属则不会离去。如果“由于水的结合力低,他们会离中心而去”。那么水应该是往天上撒而不是往海拔低的海里流了。
离心力,由于做圆周运动的物体运动的方向或速度发生改变而产生的,是惯性力!我们知道一个物体搭一物体前进,这时两物体速度相同,被搭乘物体由于被搭乘,惯性向前移动。物体突然改变方向,被搭乘的物体还会惯性前进,由于运动方向的改变导致合外力改变从而产生离心力。
离心力和向心力的区别
1、离心力和向心力是两种不同的力。
2、离心力指的是物体在旋转时,由于惯性作用而产生的离开旋转中心的力。而向心力则是一种向旋转中心的力,使得物体在旋转时保持在旋转轨道上的力。
3、离心力常常会对旋转物体造成损坏或失控的影响,而向心力则是许多物理现象中的重要因素,例如行星绕太阳的运动、电子绕原子核的运动等。