牛顿21、向心力，引力平方比关系的思想，离心力定律

 

万有引力定律（百度百科）：

…定、律、定律：见《欧几里得79》…

（…《欧几里得》：小说名…）

 

…

推理依据

…推、理、推理：见《欧几里得12》…

…依、据、依据：见《欧几里得65》…

 

伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法。

…离、心、力、离心力：见《牛顿20》…

…向：见《伽利略4》…

（…《伽利略》：小说名…）

 

向心力（百度百科）：向心力是当物体沿着圆周或者曲线轨道运动时，指向圆心（曲率中心）的合外力作用力。

“向心力”一词是从这种合外力作用所产生的效果 命名的。

这种效果可以由弹力、重力、摩擦力等任何一力 产生，也可以由几个力的合力或其分力提供。

 

相关知识

…知、识、知识：见《欧几里得5、6》…

 

1、向心力是从力的作用效果 命名的，因为它产生指向圆心的加速度，所以称它为向心力。

 

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。

…惯、性、惯性：见《伽利略6》…

 

实际上，给予的拉力大于所需的向心力，确实会把物体拉向圆心，而如果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。

 

…

布里阿德在1645年提出了引力平方比关系的思想。

…比：见《欧几里得27》…

…关、系、关系：见《欧几里得75》…

…思、想、思想：见《欧几里得154》…

 

牛顿在1665～1666年的手稿中，用自己的方式证明了离心力定律，但向心力这个词首先出现在《论运动》的第一个手稿中。

…证、明、证明：见《欧几里得6》…

 

离心力的公式是多少？——网友提问

 

2017-10-17，网友回答：　　

离心力是长期以来被人们误解而产生的一种假想力，即惯性。因为无法找出施力物体，背离了牛顿第3定律。当物体作圆周运动时，类似于有一股力作用在离心方向，因此称为离心力。
　　离心力就是物体作圆周运动而产生向心力的反作用力，比如洗衣机的脱水桶就是使用离心运动的原理。

…原、理、原理：见《欧几里得41》…

离心力F=am
这里a是向心加速度，a=ω的平方·r

ω是角速度，r是半径，m是物体质量

　　离心力是在两种条件下产生的，是由物体的惯性运动力和中心束缚力交织在一起产生的，摆脱中心束缚力的物质便离心而去。
　　在天体上，卫星在主星边缘做惯性运动。由于主星的引力束缚了卫星，使卫星做圆周公转。如果卫星的惯性运动力（速度）大于主星的引力束缚力，那卫星便远离中心一些。
　　在地球上，物体在不动的中心边缘做惯性运动。由于物体的结合力束缚物体，使物体做圆周旋转。如果物体的惯性运动力（速度）大于物体的结合力，那惯性运动的物体便远离中心而去。由于水和气体的结合力很低，它们都会离中心而去。结合力高的金属则不会离心而去。
我想，当离心力=向心力时，物体才做匀速圆周运动。其公式应该是一样的

 

离心力的计算公式？——网友提问

 

2017-10-29，网友：F=mω^2r=mv^2/r

…^：乘方…

…ω^2：ω的平方…

 

确实只有向心力的说法。但实际上，所谓的离心力，指的是和向心力相等、反向相反的一个不存在的“作用力”。

由于惯性，物体在做圆周运动时，依然有保持匀速直线运动的趋势，这个趋势的结果是如果有一个…

 

…

一般人认为离心力定律是惠更斯在1673年发表的《摆钟》一书中提出来的。

…惠更斯：见《伽利略6~9，31》…

 

根据1684年8月～10月的《论回转物体的运动》一文手稿中，牛顿可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。

…运、动、运动：见《伽利略9》…

…定、义、定义：见《欧几里得28》…

 

“牛顿从1665年至1685年，花了整整20年的时间，才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概念的演化顺序，终于提出“万有引力”这个概念和词汇。

请看下集《牛顿22、概念演化顺序：离心力—向心力—重力—万有引力 》”

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