
【化】 inertial centrifugal force
惯性离心力(英文:inertial centrifugal force)是经典力学中描述非惯性参考系下物体运动时表现出的虚拟力(或称惯性力)。其核心含义如下:
定义与物理本质
当物体在非惯性参考系(如旋转参考系)中运动时,为满足牛顿第二定律的形式,需引入的虚拟力。它方向垂直于旋转轴并远离中心,大小与物体质量 ( m )、旋转角速度 ( omega ) 及距轴距离 ( r ) 相关:
$$ F_{text{离心}} = m omega r $$
该力实际源于物体的惯性(维持直线运动的趋势),而非真实相互作用力。例如,旋转圆盘上的观察者会认为物体受“离心力”作用向外运动,而惯性系观察者则看到物体因惯性保持原运动状态(牛顿第一定律)。
汉英术语对比
实际应用与权威解释
在气象学、工程学中用于解释旋转体系现象,如地球自转导致的气流偏转(地转偏向力)。权威物理学教材如《费曼物理学讲义》明确区分真实力与惯性力,指出离心力是旋转参考系中为修正运动方程而引入的数学项(参见《费曼物理学讲义》第Ⅰ卷 第12章)。
参考资料
惯性离心力是物理学中用于描述非惯性参考系下物体运动效应的假想力,其核心概念和特点如下:
惯性离心力是当物体在非惯性参考系(如旋转的圆盘)中运动时,观察者为解释物体向外偏离的现象而引入的力。例如,当圆盘旋转时,盘上的观察者会认为小球受到一个向外拉的力,使弹簧伸长,这实际上是物体因惯性试图保持原有运动状态的表现。
惯性离心力的大小与物体角速度($omega$)和曲率半径($r$)相关,公式为: $$ F = m omega r $$ 方向始终沿曲率半径背离旋转中心。
惯性离心力是非惯性系分析中的辅助概念,本质是物体惯性的体现,而非真实作用力。理解时需区分其与惯性系中离心力的本质差异。
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