Question

离心力的概念 离心力是什么? 只有做圆周运动的物体才会有离心力吗?

Answer 1

离心力不是力,是假力,是离心加速度的外在表象,也是引起离心现象的原因.在物理学中,并没有离心力的存在.离心力不是真正意义上的力.
力需要施力物体.真正意义上的力是不能脱离施力物体而存在的.而离心力恰巧就没有施力物体.所以它并不是真正意义上的力.
力可以使物体具有加速度.反过来也一样,加速度也可以等效为力.力总是与加速度相伴出现.力是引起运动状态改变的原因,运动状态改变就必然会有加速度.所以当一个物体具有加速度时和一个物体受力时,从效果上来讲是没有区别的.但是加速度真的可以脱离力而存在吗?
确实,绝大多数情况,加速度是由力引发的.力与加速度可以说是因果关系,力为因,加速度是果.整个宇宙里没有力而存在加速度的例子可以说是极少.离心加速度可以说是目前发现的唯一的特例.引发离心加速度的原因不是力,而是物体的惯性.
离心加速度存在于曲线运动中.为了使问题简化,我们就通过对曲线运动的特例匀圆运动的讨论来解释.在匀圆运动中,物体围绕着固定的圆心以恒定的速率做圆运动.物体在向心力的作用下其运动方向在不断的改变.然而物体有惯性,会努力维持自己原先的运动状态.很显然,惯性作用与向心力的作用是整相反的.向心力不断的改变着物体的运动状态,惯性也就不断地进行阻碍.前面提到,有改变运动状态的力,就必然有相应的加速度.匀圆运动中的向心加速度虽然方向在不断的改变,但始终指向圆心,试图将物体拉向圆心.然而在匀圆运动中,众所周知,物体始终与圆心保持相同的距离,也就是半径不变.显然,向心加速度并没有得逞.那么就必然会有一个与向心加速度时刻方向相反的加速度存在.否则,匀圆运动并不成立.这个加速度就是离心加速度.在整个过程中,对抗向心力的就只有物体本身的惯性而已,所以引起离心加速度的原因是物体惯性.离心加速度脱离了力而存在.
综上,离心力只是离心加速度的等效假象,是一个假力.它并不是真正意义上的力.