慣性力

非惯性坐标系中假想出来的力

慣性力(inertial force)是指當物體加速減速或改變方向時,慣性會使物體有保持原有運動 (物理學)狀態的傾向;若是以該物體為參照物,看起來就仿佛有一股方向相反的力作用在該物體上,因此稱之為慣性力。因為慣性力實際上並不存在,實際存在的只有原本將該物體加速的力,因此慣性力又稱為假想力(fictitious force)。這個概念的提出是因為在非慣性系中,牛頓運動定律並不適用。但是為了思維上的方便,可以假想在這個非慣性系中,除了相互作用所引起的力之外還受到一種由於非慣性系而引起的力——慣性力。加入慣性力後,牛頓運動定律成立。

例如,當公車剎車時,車上的人因為慣性而向前傾,在車上的人看來彷彿有一股力量將他們向前推,即為慣性力。然而只有作用在公車的剎車以及輪胎上的摩擦力使公車減速,實際上並不存在將乘客往前推的力,這只是慣性在不同參照系下的表現。

平動

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當系統相對於一慣性系存在一加速度 時,則慣性力的大小遵從公式: (m為物體質量[1]

轉動

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在轉動參照系中,物體同樣受到慣性力。這時慣性力分為慣性離心力和科氏力

若物體對該參照系靜止,則只受到慣性離心力。

 

 是參照系轉動角速度, 是物體到轉軸的距離,即半徑。 的方向背離轉軸。 [2]

若物體對該參照系運動,除了慣性離心力,還會受到科氏力

 

 是物體相對參照系的速度向量 為兩個向量的外積[2]

常見的慣性力

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參見

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參考資料

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  1. ^ 程稼夫. 中学奥林匹克竞赛物理教程. 力学篇 2版. 中國科技大學出版社. 2013年6月: P106. ISBN 978-7-312-03193-9 (中文(中國大陸)). 
  2. ^ 2.0 2.1 程稼夫. 中学奥林匹克竞赛物理教程. 力学篇 2版. 中國科技大學出版社. 2013年6月: P110. ISBN 978-7-312-03193-9 (中文(中國大陸)).