กองกำลังกลางคืออะไร?

แรงกลางคือแรงที่มีทิศทางและขนาดที่ขึ้นอยู่กับศูนย์วัตถุและระยะห่างจากศูนย์กลางไปยังอีกจุดหนึ่งทิศทางที่การกระทำของแรงกลางจะต้องอยู่ตามเส้นที่เชื่อมต่อวัตถุศูนย์ไปยังจุดอื่นในขณะที่ขนาดแรงขึ้นอยู่กับระยะทางหรือรัศมีระหว่างทั้งสองตัวอย่างของกองกำลังกลางพบได้ในแรงโน้มถ่วงแรงไฟฟ้าสถิตและแรงจากสปริงกองกำลังกลางสองประเภทเท่านั้นที่สามารถส่งผลให้เกิดการเคลื่อนไหวของวงโคจร: แรงโน้มถ่วงและแรงแบบอะนาล็อก

กฎของแรงโน้มถ่วงสากลของนิวตันระบุว่าแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสองชิ้นนั้นถูกนำไปสู่กันและกันเสมอยิ่งไปกว่านั้นขนาดของแรงจะเป็นสัดส่วนผกผันกับสี่เหลี่ยมของระยะห่างระหว่างวัตถุ mdash; กล่าวอีกนัยหนึ่งการเพิ่มระยะห่างระหว่างวัตถุเป็นสองเท่าจะส่งผลให้แรงเพียงหนึ่งในสี่ที่แข็งแกร่งเมื่อวัตถุหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าอีกวัตถุหนึ่งการจัดเรียงเป็นไปตามเกณฑ์ของกองกำลังกลาง

แรงกลางที่คล้ายคลึงกันคือแรงไฟฟ้าสถิตระหว่างอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วงแรงไฟฟ้าสถิตจะเป็นสัดส่วนผกผันกับสี่เหลี่ยมของระยะห่างระหว่างสองอนุภาคอย่างไรก็ตามการโต้ตอบไฟฟ้าสถิตนั้นแตกต่างจากแรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนกับผลผลิตของค่าใช้จ่ายมากกว่ามวลของพวกเขาพวกเขายังมีแนวโน้มที่จะครอบงำในระดับที่เล็กมากแม้ว่าการพูดทางคณิตศาสตร์ขนาดของแรงโน้มถ่วงและแรงไฟฟ้าสถิตทั้งสองปฏิบัติตามกฎหมายผกผันสแควร์.

แรงกลางชนิดที่แตกต่างกันอาจเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของสปริงกับวัตถุแรงที่เกิดจากสปริงเป็นสัดส่วนกับระยะทางสปริงยืดออกจากความยาวสมดุลการยืดฤดูใบไม้ผลิเป็นสองเท่าของระยะห่างจากความยาวสมดุลจะส่งผลให้แรงที่น่าสนใจเป็นสองเท่าพฤติกรรมแบบนี้เรียกว่ากฎของ Hooke และไม่เพียง แต่เห็นในสปริง แต่ในวัสดุที่ยืดหยุ่นเชิงเส้นและ mdash; รวมถึงโลหะที่เป็นของแข็งส่วนใหญ่เมื่อสปริงหรือวัสดุที่เหมาะสมยึดไว้ที่ศูนย์กลางก็สามารถเป็นไปตามเกณฑ์ของแรงกลาง

แม้ว่าการเพิ่มระยะห่างระหว่างวัตถุหรืออนุภาคมีผลแตกต่างกันมากในระบบที่ควบคุมโดยกฎหมายผกผันสแควร์กับกฎหมายของฮุค แต่กองกำลังกลางทั้งสองนี้จะสร้างการเคลื่อนไหวของวงโคจรปิดดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์เนื่องจากแรงโน้มถ่วงกองกำลังกลางภายใต้กฎหมายผกผันสแควร์ในทำนองเดียวกันอนุภาคที่มีประจุสามารถโคจรรอบศูนย์กลางที่มีประจุได้เนื่องจากแรงไฟฟ้าสถิตข้อเท็จจริงที่ไม่ค่อยมีใครรู้จักคือสปริงที่มีการแช่แข็งจากส่วนกลางสามารถเมื่อกองกำลังอื่นเล็กน้อยทำให้วัตถุโคจรรอบศูนย์การเคลื่อนไหวของฮาร์มอนิกอย่างง่ายเป็นตัวอย่างหนึ่งที่ถูก จำกัด ให้เคลื่อนที่ไปตามมิติเดียวเท่านั้น