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📜  向心力和离心力的区别

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:54:11.980000             🧑  作者: Mango

向心力和离心力的区别

做圆周运动的物体每秒都在改变它的速度。这意味着一个力作用在粒子上，使其做圆周运动。在谈论这种力量时，通常会提到两种力量。向心力和离心力是圆周运动的重要组成部分，但它们的方向相等且方向相反。在研究这种运动时要理解的一个基本概念是这两种力之间的差异。让我们详细看看这些力量之间的区别。

向心力

下图显示了一个正在做圆周运动的物体。假设物体的速度是恒定的。图中显示了瞬时速度的方向以及B点和C点。由于加速度是速度的变化，所以速度的变化大致指向曲率的中心。为了即时测量事物，必须将 B 点和 C 点拉得更近，并且它们之间的角度应该无限小。这样，速度的变化将直接指向曲率的中心。

加速度指向曲率中心，现在因为速度不断变化并且存在加速度。这种加速度称为向心加速度 a c 。在这里，向心的意思是“寻求中心”或“朝向中心”。让我们推导出计算向心力大小的方程。

向心力的大小由下式给出，

F = mv 2 /r

这给了我们在以速度“v”和半径“r”行进的圆周运动下物体上的力。该方程取决于速度的平方，与半径“r”成反比。

离心力

这个力也是物体做圆周运动时作用的力。该力与向心力的大小相同，但与向心力的方向相反。它的单位也是牛顿（N），当在惯性参考系中进行测量时，该力不存在，仅在相对于旋转参考系进行测量时存在。

离心力的大小由下式给出，

F = mv 2 /r

这给了我们在以速度“v”和半径“r”行进的圆周运动下物体上的离心力。

在现实生活中，当有人坐在车内转弯时，会感受到这种力量。在那种情况下，所有乘客都会经历向外的推动。这个力在那里起作用，因为坐在车内的乘客在旋转参考系内。

离心力和向心力的区别

这两种力对于圆周运动都是必不可少的。向心力本质上是真实的力，作用于惯性参考系，而离心力是一种伪力，作用于内部框架，例如旋转参考系。这两种力的大小相等，方向相反。直观地说，离心力具有使物体保持直线运动并反对转弯的趋势，另一方面，向心力使物体做圆周运动。我们来看看表格形式的区别，

Centripetal ForceCentrifugal Force
It is known as a real force that exists and is externally applied. Forces like gravitational force, normal force, etc.It is known as a fictitious or pseudo force. 
It is the force exerted on the object in circular motion. The force is acted towards the center of the circle.It is the force exerted on the object in a circular motion. The force is acted away from the center of the circle.
The centripetal force acts in an inertial both inertial and non-inertial frame.The centrifugal force acts in a noninertial frame. (Rotating frames)
A satellite orbiting around the planet is an example.An object flying off is an example of centrifugal force.

示例问题

问题1：求一个物体做圆周运动，半径为20m的向心加速度。物体的速度为 100m/s。

回答：

问题2：求一个物体做圆周运动，半径为2m的向心加速度。物体的速度为 10m/s。

回答：

问题3：一个物体（m = 8Kg）做圆周运动，半径为2m。如果物体的速度为 10 m/s，求作用在物体上的向心力。

回答：

问题4：一个物体（m = 2Kg）正在做半径为5m的圆周运动。如果物体的速度为 10 m/s，求作用在物体上的向心力。

回答：

问题5：一个物体（m = 1Kg）做半径为4m的圆周运动。如果作用在物体上的向心力为100N，求物体的速度。

回答：