向心力是指作用在物体上的力，该物体沿着一条指向物体运动中心的圆形路径运动。这个词来自拉丁语单词centrum，意为“中心”和petere，意思是“寻找”

向心力可视为寻心力。其方向与身体在朝向身体路径曲率中心的方向上的运动正交（成直角）。向心力改变物体的运动方向而不改变其速度。

关键收获：向心力

• 向心力是物体在一个圆圈内运动时所受的力，该圆圈指向物体绕其运动的点。
• 从旋转中心向外指向相反方向的力称为离心力。
• 对于旋转体，向心力和离心力大小相等，但方向相反。

向心的(centripetal)和离心力(centrifugal force)的区别

当向心力将物体拉向旋转点的中心时，离心力（“中心逃逸”力）会推开中心。

根据牛顿第一定律，“静止的物体将保持静止，而运动的物体将保持运动，除非受到外力的作用。”换句话说，如果作用在物体上的力是平衡的，物体将继续以稳定的速度运动，而不会加速。

向心力允许物体沿着一条圆形路径运动，而不会在切线处飞走，因为它与路径成直角。这样，它作为牛顿第一定律中的一种力作用在物体上，从而保持物体的惯性。

牛顿第二定律也适用于向心力要求，即如果一个物体要作圆周运动，作用在其上的净力必须向内。牛顿第二定律说，被加速的物体受到净力，净力的方向和加速度的方向相同。对于圆周运动的物体，必须存在向心力（净力）来抵消离心力。

从旋转参考系上静止物体（例如秋千上的座椅）的角度来看，向心力和离心力的大小相等，但方向相反。向心力作用于运动中的物体，而离心力不起作用。因此，离心力有时被称为“虚拟”力。

如何计算向心力

向心力的数学表示是由荷兰物理学家克里斯蒂安·惠更斯于1659年推导出来的。对于以恒定速度沿圆形路径运动的物体，圆半径（r）等于物体质量（m）乘以速度（v）除以向心力（F）的平方：

r=mv2/F

可重新排列方程式以求解向心力：

F=mv2/r

从方程中你应该注意的一点是，向心力与速度的平方成正比。这意味着物体速度加倍需要四倍的向心力才能使物体保持圆周运动。这方面的一个实际例子是在汽车转弯时看到的。在这里，摩擦力是保持车辆轮胎在道路上行驶的唯一力量。提高速度会大大增加力，因此打滑的可能性更大。

另请注意，向心力计算假定没有附加力作用在对象上。

向心加速度公式

另一种常用的计算方法是向心加速度，即速度变化除以时间变化。加速度是速度的平方除以圆的半径：

Δv/Δt=a=v2/r

向心力的实际应用

向心力的经典例子是物体在绳子上摆动。在这里，绳子上的张力提供向心“拉力”。

向心力是摩托车骑手死亡时的“推力”。

向心力用于实验室离心机。在这里，悬浮在液体中的颗粒通过加速管与液体分离，加速管的定向使较重的颗粒（即较高质量的物体）被拉向管的底部。虽然离心机通常将固体与液体分离，但它们也可以分离液体，如血液样本中的液体，或分离气体成分。

气体离心机用于分离较重同位素铀-238和较轻同位素铀-235。较重的同位素被吸向旋转圆筒的外侧。重馏分被轻敲并送往另一台离心机。重复该过程，直到气体充分“浓缩”

液体镜望远镜（LMT）可以通过旋转反射液体金属（如水银）制成。镜面呈抛物面形状，因为向心力取决于速度的平方。因此，旋转的液态金属的高度与其距中心距离的平方成正比。旋转液体所呈现的有趣形状可以通过以恒定速率旋转一桶水来观察。