什么是核心力量？(a central force?)
中心力是一种方向和大小仅取决于物体中心及其中心到另一点的距离的力。中心力作用的方向必须沿着连接对象中心与另一点的线，而力的大小仅取决于两者之间的距离或半径。在引力、静电力和弹簧力中可以找到中心力的例子。只有两种类型的中心力可以导致轨道运动：引力和类似力。 .
牛顿万有引力定律表明，两个物体之间的引力总是指向彼此。此外，力的大小与物体之间距离的平方成反比，换句话说，物体之间距离的增加一倍，力的强度仅为物体之间距离的四分之一。当一个物体比另一个物体大得多时，这种排列符合中心力的标准
类似的中心力是带电粒子之间的静电力。和引力一样，静电力与两个粒子之间距离的平方成反比。然而，与重力不同的是，静电相互作用与其电荷的乘积成正比，而不是其质量。它们也往往在非常小的范围内占据主导地位。然而，从数学上讲，引力和静电力的大小都遵循平方反比定律 .
弹簧与物体的相互作用会产生另一种中心力。弹簧产生的力与弹簧从平衡长度拉伸的距离成正比。将弹簧拉伸两倍于其平衡长度将产生两倍于其平衡长度的吸引力。这种行为被称为胡克定律，不仅在弹簧中可见，在包括大多数固体金属在内的任何线性弹性材料中也可见。当弹簧或合适的材料锚固在中心时，它也可以满足中心力的标准。 .
虽然在平方反比定律和胡克定律控制的系统中，增加物体或粒子之间的距离会产生非常不同的效果，但这两种中心力都会产生闭合轨道运动。行星围绕太阳公转是因为引力，这是一种服从平方反比定律的中心力。类似地，由于静电的作用，带电粒子可以围绕一个相反的带电中心运行。一个鲜为人知的事实是，当其他力可以忽略不计时，中心锚定弹簧可以使物体绕中心旋转。简单简谐运动就是这样一个例子，它被限制为仅沿一个维度移动。 .
- 发表于 2022-02-10 08:36
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- 分类：科学
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