主要区别-离心力与向心力

有力作用在沿圆周运动的物体上。根据观察物体的参照系的类型，作用在物体上的力可能不同。离心力和向心力的主要区别在于向心力作用在物体上，使物体朝向圆轨迹的中心。相反，离心力是一种明显的力，作用在远离圆心的物体上。在惯性参考系中的观测者不感知离心力。只有在旋转参照系中，随着物体作圆周运动而旋转的观察者才能感受到离心力。

什么是向心力(centripetal force)？

An object accelerates whenever its velocity changes. Since velocity is a vector quantity, it can be changed by either changing its size (speed) or the direction of motion. Any object travelling in a circular path is c***tantly changing direction, which means it is c***tantly accelerating. According to Newton’s second law, since the object is accelerating it should have a resultant force acting on it. By c***idering the vector representation of the velocity of an object travelling in a circular path, and then applying Newton’s second law to this acceleration, we found that the centripetal force on an object travelling in a circular path always acts towards the centre of the circle, and that this centripetal force could be given by:

where  is the mass and is the velocity of the object, and  is the radius of the object’s circular path.

什么是离心力(centrifugal force)？

考虑一下这个人要做一个“掷锤子”动作，如下所示：

A hammer thrower

当掷锤者转动锤子时，他也随着锤子转动。换句话说，他和锤子处在一个旋转的参照系中。当他看着锤子时，他看到（就他自己而言）锤子是静止的。他感到把手有点紧张，所以他知道锤子正在把把手从他身上拉开。根据牛顿第三定律，他得出结论，锤柄一定是朝他拉锤子的。

然而，掷锤者认为锤子是静止的。他也知道锤子正被拉向他，所以根据牛顿第一定律，他得出结论，一定有另一个力作用在锤子上，把锤子直接拉离他。这种力是离心力：这里的“离心力”一词意味着这种感觉到的力试图将物体从物体的圆形路径的中心拉离（当然，抛锤者不知道锤子在圆形路径中移动，但是，如果他后来向其他从惯性参考系观察掷锤器的人解释他所感受到的力，那人会认为“离心”力指向远离圆形路径中心的方向。

锤子不在惯性参考系中静止。从惯性参考系观察液压锤的观测者将看到液压锤沿圆形路径移动，他们将不会发现离心力。事实上，如果你从惯性参考系来看锤子，你会发现作用在锤子上的两个力，沿着手柄的张力和锤子的重量：

Forces acting on the hammer

The tension acts along the handle of the hammer, pulling the hammer in towards the circle while gravity attempts to pull the hammer down. Centripetal force is the resultant force towards the centre. For instance, if the hammer thrower is rotating the hammer in a horizontal circle at the time, then the resultant force towards the centre of the circle would be  .

下面的视频还讨论了在圆形路径中移动的物体的“向心力”和“离心力”之间的区别：

离心力通常被视为一种“假想”力，因为它不能从惯性参照系中观察到，也因为不存在可以用来解释其起源的真正的“相互作用”。然而，有时，把离心力想象成是真实的是很有用的，特别是当你设计的东西将成为旋转系统的一部分时！

离心式(centrifugal)和向心力(centripetal force)的区别

真实的或虚构的

向心力是物理相互作用的结果。

离心力是一种假想的力，当从一个参照系观察旋转物体时，这个参照系也随着物体旋转。

方向

向心力作用于圆形路径的中心。

离心力的作用方向似乎远离圆形路径的中心。

在惯性参考系中的出现

向心力可以从惯性参照系观察到。

离心力不能从惯性参照系观察到。

Image Courtesy

“Throwing the Hammer – Dornoch Highland Gathering 2007” by John Haslam (Own work) [CC BY 2.0], via flickr