向心力
2基本信息
- 中文名
向心力
- 外文名
centripetal force
- 表达式
F=Mω²r
- 应用学科
物理1
- 适用领域范围
力学、运动学、机械
公式
质量为m的物体以速度v沿曲率半径为r的曲线运动时所需的向心力F为：
其中：v为线速度单位m/s，ω为角速度单位rad/s，m为物体质量 单位kg，r为物体的运动半径 单位m，T为圆周运动周期 单位s，f为圆周运动频率单位Hz，n为圆周运动转速（即频率）单位r/s。
在粒子加速器中，粒子的速度接近于真空中的光速，考虑到相对论效应，向心力的表达式为：
其中
为洛伦兹因子：
相关知识
（1）向心力是从力的作用效果来命名的，因为它产生指向圆心的加速度，所以称它为向心力。它不是具有确定性质的某种类型的力。相反，任何性质的力都可以作为向心力。实际上它可是某种性质的一个力，或某个力的分力，还可以是几个不同性质的力沿着半径指向圆心的合外力。
（2）向心力为何不把物体拉向圆心
做圆周运动的物体，速度方向时刻要改变，为了改变物体速度的方向，需要一定大小的力，设想物体没有受力，那么在惯性作用下不是会沿着切线方向飞出去吗？而物体做圆周运动时，向心力的大小恰好就等于所需要的力，因而它没有“余力”把物体拉向圆心。实际上，给予的拉力大于所需的向心力，就确实会把物体拉向圆心，而如果所给予的力小于所需的向心力，就会在水平切线方向有一个分速度，从而令运动的物体做偏离圆周轨道的曲线运动。
（3）匀速圆周运动（曲线运动）是变速运动
匀速圆周运动的速度方向时刻改变，必定存在加速度．从运动学角度可以证明，做匀速圆周运动的物体的加速度大小为a=v²/r=ω2r，方向总是指向圆心，因此匀速圆周运动的加速度，叫向心加速度。向心加速度总与速度垂直.只改变线速度的方向，不改变线速度的大小.方向与向心力相同，指向圆心。
（3）有没有离心力？
离心力（Centrifugal force）是一种惯性的表现，实际是不存在的。为使物体做圆周运动，物体需要受到一个指向圆心的力－－即向心力。若以此物体为原点建立坐标，看起来就好像有一股与向心力大小相同方向相反的力，使物体向远离圆周运动圆心的方向运动。（当物体受力不足以提供圆周运动所需向心力时，看起来就好像离心力大于向心力了，物体会做远离圆心的运动，这种现象叫做“离心现象”。）
假设若离心力存在，则与向心力相平衡，物体受力平衡，速度方向不会改变，是平衡态，不可能做圆周运动，所以证明离心力并不存在，即离心力是以力的作用效果来命名的。
