▷ 什么是向心力？（公式和例子）

本文解释了物理学中向心力的含义。因此，您将了解向心力的含义、如何计算向心力，以及逐步解决的练习。

什么是向心力？

向心力是作用在物体上的、描述圆周运动的力。更具体地说，向心力是导致身体改变方向并因此沿着圆形路径运动的力。因此向心力只出现在圆周运动中。

例如，如果我们将一根绳子绑在一个球上，并使其绕轴以恒定速度旋转，则球会沿着圆形路径运动，因为绳子对其施加向心力。向心力的另一个例子是使卫星保持在轨道上的力。

向心力的主要特征是它垂直于描述圆周运动的物体的速度，与圆周轨迹相切。所以向心力总是指向圆周运动的中心。

正如您在上图中看到的，向心力 (F _c ) 的方向是径向的，其方向朝向圆形路径的中心。另一方面，切向力 (F _t ) 垂直于向心力，也出现在某些类型的圆周运动中。下面我们就来看看向心力和切向力有什么区别。

向心力等于物体的质量乘以向心加速度。因此，向心力等于物体的质量乘以速度的平方除以半径。向心力也可以通过将质量乘以角速度的平方再乘以半径来计算。

简而言之，向心力的计算公式为：

金子：

请注意，向心力始终指向圆形路径的中心。因此，向心力的符号将为正或负，具体取决于所选的参考系。

现在我们知道了向心力的定义及其公式是什么，让我们看一个具体的例子来说明如何计算这种类型的力。

由于该问题给我们提供了物体的角速度值，因此要找到向心力，我们必须使用以下公式：

$F_c=m\cdot \omega^2 \cdot r$

于是我们将数据代入公式计算出做匀速圆周运动的旋转体所受的向心力：

$F_c=8\cdot 2^2 \cdot 3= 96\ N$

在本节中，我们将了解向心力和切向力之间的区别，因为这是在各种圆周运动中出现的两种主要类型的力。

切向力是作用在物体上的力，它描述非匀速圆周运动并且与物体所遵循的轨迹相切。切向力是导致物体旋转得更快或更慢的力。

向心力和切向力的区别在于，向心力使运动物体的轨迹方向发生变化，而切向力使物体的速度大小发生变化。

此外，向心力指向圆形路径的中心，而切向力则与路径相切。因此，向心力和切向力是垂直的。

请记住，任何类型的圆周运动都存在向心力，否则移动的物体将遵循直线路径。然而，在匀速圆周运动中，切向力为零，因为切向速度是恒定的。

最后，我们将了解向心力和离心力之间的区别，因为它们是经常混淆的两种不同类型的力。

离心力是一种虚构的力，在研究物体从旋转参考系的运动时出现。

因此，向心力和离心力之间的区别在于，向心力是物体做圆周运动时出现的真实力，而离心力是参考系绕轴旋转时出现的虚拟力。