離心力

緣起:

    之前去幫那位同學補習，他在我要離開時問了我一個問題，他問 "什麼是離心力 ?"。ㄜ... 離心力哦，就是那個.... ，相對於向心力的東西 ? ㄜ... ，所以，它應該跟向心力彼此是作用力與反作用力吧 ~ 我就這樣回答他。

    後來我想了想，好像不對啊，那兩個力好像沒有作用在不同的物體上，不能說他們是作用力與反作用力，所以.... ，離心力到底是什麼 ? 哇靠，高中讀了三年的物理，背了一堆公式、解了一堆題目，結果卻連離心力是什麼都解釋個不出來。

慣性座標:

    在解釋離心力前，我們要先了解這東西。要知道，速度跟加速度都是相對的，會因觀察者所在參考點不同而有所不同。

    像是上面那張圖，假設在地上的人觀察到車子一跟車子二的速度分別是 V1 跟 V2。就車子一來講，他不會覺得車子二的速度是 V2，而是 V2 減 V1。

    根據牛頓第一運動定律，如果一物體所受合力為零，則動者恆動，靜者恆靜。如果一物體在一參考座標系內滿足牛頓第一運動定律，那我們會說那個參考座標系叫 "慣性座標系"，像是我們站的地面就是了 (雖然地球會自轉跟公轉，不過那影響不大)。

非慣性座標的例子:

    有個人在一個公車 (?) 裡，公車有著向右的加速度 a ，公車裡有個質量為 m 的東西，以一細繩掛在車頂，然後車子裡的人不知道公車在做加速度運動。

    就那個人的觀察，他會看到繩子受一張力 T ，那個張力 T 可分解為水平方向的力 F1 跟垂直方向的力 F2。

    垂直方向的力 F2 會與 mg 的大小一樣，而水平方向的力 F1 會與 ma 的大小一樣。可是，在車裡的人並不知道車子在做等加速度運動，他會覺得這種情況並不正常，因為這不符合牛頓第一運動j定律 (他會覺得多了那個 F1)，所以，如果他還是想用慣性定律來解釋的話，他就要假設，物體受到了一個 "假想力" 的影響，他才會呈現那樣的狀態，事實上，那假想力是整個系統造成的 (做加速度運動的公車) ，只是觀察者不知道而己。

觀察者本該看到的情況是這樣

觀察者不知道車子在動，所以他還需要假設物體還有受到一個假想力的作用，這樣牛頓第一運動定律才會成立

    簡單來說， "假想力" 就是觀察者在非慣性座標中觀察物體，想讓物體受力的情況滿足慣性定律而加入的力。

離心力:

    現在可以來解釋離心力了，離心力也是一種假想力。

    假設有個人在地面上看著一物體作等速率圓周運動。

    他知道，物體一定有個加速度在，那加速度與速度 V 垂直，物體才能做等速率圓周運動。物體要有力的作用才會有加速度，那力就是 "向心力" ，大小為物體的質量乘上加速度 a。

    現在假設觀察者就是那物體，他在做圓周運動時的運動方向會是圓的切線方向。

    因為慣性的關系，物體本該沿著切線方向前進。

    可是物體並不知道，他本身還有個方向指向圓心的加速度。

    因為慣性的作用，物體會想要持續往切線方向前進，可是它卻因那指向圓心的加速度而做圓周運動，這時候，慣性就會讓物體覺得好像有股力量在把它推離圓心，這假想力就被稱為離心力。