離心力是由什么產(chǎn)生的?

2024-04-12 05:37

1個回答

離心力與向心力是一對作用力與反作用力,

離心力和向心力都是經(jīng)典力學中的重要概念。離心力是指當物體做圓周運動時,向心加速度會在物體的坐標系產(chǎn)生如同力一般的效果,類似于有一股力作用在離心方向,它是一種假想的慣性力,現(xiàn)實中不存在。而向心力是物體沿著圓周或者曲線軌道運動時的指向圓心的合外力作用力,是一種真實存在的力。

時空由于引力產(chǎn)生扭曲,從而是物質(zhì)因慣性產(chǎn)生張力,張力就是離心力引申。

場微氣能量物質(zhì)內(nèi)旋,

內(nèi)構(gòu)分子體隕衛(wèi)星恒。

間的高電或熱磁外拋,

外離心力相反易真空。

離心力和向心力都是經(jīng)典力學中的重要概念。

離心力是指當物體做圓周運動時,向心加速度會在物體的坐標系產(chǎn)生如同力一般的效果,類似于有一股力作用在離心方向,它是一種假想的慣性力,現(xiàn)實中不存在。

  

而向心力是物體沿著圓周或者曲線軌道運動時的指向圓心的合外力作用力,是一種真實存在的力。

向心力和離心機本就不是一種物理做功。

向心力和離心力是物理專業(yè)學生經(jīng)?;煜蛘`解的兩個術(shù)語。

一個典型的誤解是向心力指向物體的圓軌跡的中心,而離心力是向外的,好像兩者的作用方向相反。然而,其中只有一種是真正的力量!

向心力與離心力

引起物體圓周運動的唯一力是向心力,它總是指向圓周路徑的中心。例如,如果一輛 汽車 在轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)彎,使其沿曲線而不是直線運動的向心力是沿著 汽車 所畫圓的半徑來引導(dǎo)的。

另一方面,離心力是不存在的。就像“回到未來”的磁通電容器一樣,這個術(shù)語的發(fā)明是為了幫助描述一些虛構(gòu)的東西,盡管是基于一些真實的觀察。圓周運動的效果往往會讓物體感覺像是在向外“飛行”,一種向內(nèi)的力引起這種體驗的想法一開始似乎令人費解。

離心力是一種感覺

當 汽車 急轉(zhuǎn)彎時,乘客可能會覺得自己被“扔”到了 汽車 的右側(cè)。坐在過山車上的乘客可能會感覺到被推到了他們的座位上。

這些感覺是慣性的結(jié)果;然而,不是一種力量(盡管它可以被稱為一種明顯的力量)。慣性描述了物體抵抗運動變化的傾向,如牛頓第一定律慣性定律所描述。

當 汽車 突然轉(zhuǎn)彎,或者過山車猛沖時,里面的人體已經(jīng)在以某種速度向特定方向移動。根據(jù)慣性定律,這些物體最初抵抗速度的變化。

當 汽車 開始突然向左行駛時,乘客們?nèi)栽谔罩邢蚯耙苿印虼耍?汽車 并沒有被“向右拋”,而是在 汽車 突然移動時從左側(cè)撞向乘客。一旦他們的身體趕上并開始向左移動,撞擊感就結(jié)束了。

類似地,在過山車中,當過山車開始向上推動身體時,身體仍在向下移動。直到他們的身體趕上過山車的新速度,他們感覺自己就像被扔在推車的外面。他們的身體仍然朝著手推車移動,而手推車現(xiàn)在正朝著他們的身體移動。

向心力是如何工作的

向心力只是使物體繞圓周運動的一部分。另一個因素是線速度。當向心力與物體運動成直角時,物體必須是運動的,這樣它才能繞圓周運動。

考慮一下繩子末端的一個球。對于一個人來說,要想讓它繞著他們的頭旋轉(zhuǎn),他們必須先用水平方向的部分(換句話說,不是直接進入或離開他們自己)。這個人把繩子拉緊,球開始圍繞它們旋轉(zhuǎn),而不是飛出去。

為了讓繩子上的球繼續(xù)旋轉(zhuǎn),必須不斷發(fā)生兩件事:一個人必須不斷拉緊繩子(通過拉繩),他們必須不斷地增加輕微的水平推力,以保持球的直線運動,否則會因與空氣的摩擦而減速。(然而,在太空中,由于球在真空中旋轉(zhuǎn)時不會失去任何線速度,所以在太空中,人只需要拉動所教的繩子。)

如果球不動,人把繩子拉緊,球就會向內(nèi)移動,而不是一個圓圈。如果球直接從人身上移動出來,他們拉著繩子,首先球會減速,然后改變方向,回到人身上,同樣不是一個圓圈。

在這種情況下,把通過繩子傳遞的力稱為向心力是沒有意義的。它只是施加在球上的拉力。

向心力的來源

向心這個詞只是用來描述任何垂直于物體線速度的力。許多物體之間的相互作用可以提供向心力。

例如,如前所述,一根繞著圓圈旋轉(zhuǎn)的繩子向系在繩子末端的物體提供向心力。 汽車 轉(zhuǎn)彎時,輪胎和路面之間的摩擦產(chǎn)生了向心力。由于引力向地球中心提供向心力,衛(wèi)星在軌道上繼續(xù)繞圓周運動。

在每一種情況下,如果向心力的來源突然消失,繩子,摩擦力或重力,物體就會停止圓周運動。更具體地說,它會以任何線速度以與該圓相切的方向飛離。

向心力和向心加速度

因為向心力是指向物體圓周中心的

事實證明經(jīng)典理論模型根本就解釋不了離心力!但是離心力在現(xiàn)實生活中又是繞不過去的客觀存在。

所以,只有重新定義離心力,讓它跟理論體系之間進行融合才是必然可行的辦法。

為什么離心力必然存在并且必須存在?

一種自然力量的客觀存在是不以人的意志為轉(zhuǎn)移的,能做的只有怎么去證明它的存在了,就如同牛頓提出萬有引力存在之前,人們也不能接受一種不需要接觸的作用力能存在,而現(xiàn)在的人們已經(jīng)習慣接受萬有引力存在了,所以才知道萬有引力這種超距作用確實是存在的。

離心力是被牛頓的向心加速度理論掩蓋了的一種自然力,然而人們用牛頓理論永遠也解釋不了某些自然現(xiàn)象,比如行星光環(huán)形成原因,比如行星穩(wěn)定于軌道上的原因(以至于發(fā)射衛(wèi)星計算軌道和衛(wèi)星速度需要假設(shè)存在一個虛擬的力才能計算出相關(guān)的量),甚至對于重力它也還沒有搞清楚由什么因素構(gòu)成!

所以離心力在理論體系里面其實是必須存在!

但是,現(xiàn)在的現(xiàn)狀是它在理論體系里面并不存在,并且不可能存在。

原因在于它與經(jīng)典理論體系之間的不兼容,也就是經(jīng)典理論它以加速運動來描述了旋轉(zhuǎn)運動現(xiàn)象,所以離心力就被掩蓋了。

所以,為了拯救離心力的地位,我們只能為其打造新的力學理論體系。(這里我們并不是在否定經(jīng)典力學的價值,而是為了解決存在的問題而發(fā)展新的理論)

新理論的出發(fā)點就是從慣性定律開始。因為慣性定律才是問題的核心關(guān)鍵。由于經(jīng)典理論的慣性定律把慣性運動描述為物體做直線運動的模式,所以就把整個經(jīng)典力學體系建立在研究物體直線運動的基礎(chǔ)之上。很多問題甚至說幾乎所有問題都從經(jīng)典力學里面找到了答案。

然而,這個世界偏偏是做圓周運動的形式為主,所以可以想象一定存在很多問題是沒有得到完美解決的,不識廬山真面目,只緣身在此山中。大家都沒有跳出來看看當然不能發(fā)現(xiàn)它的異樣!

所以,我們需要首先打造一個適用于圓周運動的運動學和力學參照系,就是圓周運動參照系。因為我們經(jīng)典力學用的都是伽利略慣性參照系,也就是直線運動參照系,所以大家都以為世界上只有那么一種參照系了。

然而建立慣性參照系可是要有依據(jù)的!伽利略慣性系的依據(jù)是以慣性定律為基礎(chǔ)和前提的,要不是被研究物體在做慣性運動,慣性系怎么能建立起來?怎么能叫慣性系?

所以慣性系也是建立力學模型的關(guān)鍵影響因素。

這些都不能變,但是對慣性運動的理解可以變!

也就是說某種慣性運動可以是跟經(jīng)典理論里面描述的不一樣的那種運動,也就是可以不是直線運動。很多人在這里可能會想這不是笑話嘛!慣性運動怎么可能不是直線運動?

那我們還是先從現(xiàn)實的實驗依據(jù)說起。

要知道牛頓第一定律的出現(xiàn)跟伽利略的一個實驗密切相關(guān),就是桌面上滾小球的慣性實驗。

現(xiàn)在實驗是同一個實驗,就是解讀不同。

就是說伽利略的桌面滾小球的實驗它并不是唯一的可以引導(dǎo)出小球一定會沿直線運動下去的結(jié)論。我們把萬有引力因素去除掉可以得出牛頓第一定律,這是很理想的理論模型,并且實踐證明也很成功。

然而,牛頓的慣性模型卻是經(jīng)過抽象加工的結(jié)果。要是不那樣抽象加工呢?實驗結(jié)果會是這樣:它會在同一高度的水平面上圍繞地球轉(zhuǎn)動,也就是圓周運動。

基于這個慣性運動模型,我們建立圓周的慣性運動參照系是完全可以的!

圓周運動是慣性運動,這不正是我們宇宙天體的運動模式嘛!

為了區(qū)分經(jīng)典的慣性運動概念,這里我們把這種慣性運動叫做平衡力作用下的慣性運動。

既然圓周慣性系可以建立,那么離心力在里面就可以安家了!它會跟萬有引力一起把這個家園打造得更完美的。

于是向心力和離心力就會各得其所,從字面上也可以區(qū)分它們分別為趨向于圓心的力和背離于圓心的力,而不再去把離心力說成是向心力的分力。

在天體運動中萬有引力就充當向心力,離心力則是慣性離心力,這兩種力在宇宙演化過程中充當了各自重要的角色,缺一不可,是它們共同造就了這個完美的世界。我們所說的重力也是由它們共同決定的,所以就導(dǎo)致在自轉(zhuǎn)越大的行星上重力受到的影響就越大。在自轉(zhuǎn)半徑越大的低緯度處,重力受到影響也越大,因為重力是萬有引力與離心力形成的合力。

具體內(nèi)容請參考《宇宙萬物之慣性原理》。

向心力和離心力有什么區(qū)別。離心力是起點,向心力是止點。

沒有離心力 只有離心作用

離心力和向心力,就如把一件物體綁在繩子的另一端,然后手拿著繩子作轉(zhuǎn)圏運動讓物體飛起來不會跌落時。物體就會有一個逃離的力叫離心力,如果一放手物體就飛走了,向心力就是用手牽著繩子不準物體飛走的這個力。于是兩力平衡物體就勻速轉(zhuǎn)圈。如果用力旋轉(zhuǎn)只要不放手物體也不會飛離但會加快速度轉(zhuǎn)圈運動,用速度去抵消拉力的向心力。離心力和向心力就是,一個想離開,一個拉進來,就這樣簡單。

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