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离心力

王朝百科·作者佚名  2009-10-24  
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离心力概述

离心力

离心力(Centrifugal force)就是物体作圆周运动而产生向心力的反作用力,比如洗衣机的脱水桶就是使用离心运动的原理。离心力F=a*m

这里a是向心加速度,a=ω的平方*r,ω是角速度,r是半径;m是物体质量。

离心力是在两种条件下产生的,是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的,摆脱中心束缚力的物质便离心而去。

但是要注意,离心力是长期以来被人们误解而产生的一种假想力,即惯性。因为无法找出施力物体,背离了牛顿第三定律。当物体作圆周运动时,类似于有一股力作用在离心方向,因此称为离心力。

离心力在天体物理上的应用在天体上,卫星在主星边缘做惯性运动,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。由于水和气体的结合力很低,它们都会离中心而去。结合力高的金属则不会离心而去。

关于离心力与惯性离心力的辨析现将惯性离心力和离心力概念简单解释一下:

我们通常是以地面做参考系,可设想地面是静止的,或者在不太长的距离中把地面运动视为匀速直线运动,即惯性参考系,牛顿就是在这样的前提下才总结出了运动定律。如果参考系是变速的,即非惯性参考系,牛顿定律就不能直接应用了,因此人们假想出了“惯性力”来解决牛顿定律的应用问题。惯性离心力是非惯性系中的假想力。下面举匀速圆周运动例子:

匀速圆周运动的线速度方向时刻变化,说明有向心加速度,而向心加速度方向也时刻变化,这是个典型的非惯性系。如果有个大转盘在作匀速圆周运动,你坐到盘上不要看周围景物,此时就把自己置身于非惯性系了,你肯定会感觉到有某种力量想把自己推下来,而此时又没有任何施力物推你,这种力量就称为惯性离心力。

最后提醒一点,所谓"惯性力"之存在于非惯性系,是一种虚拟力,是为了将牛顿定律推广到非惯性系上使用而虚拟的一种力,在加上这样的虚拟力后除了牛顿第三定律外,牛顿力学中的各种定律、定理在非惯性系上都可以得以运用。

 
 
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