Lực lượng trung tâm là gì?

Một lực trung tâm là một lực có hướng và cường độ chỉ phụ thuộc vào trung tâm đối tượng và khoảng cách từ trung tâm của nó đến một điểm khác.Hướng mà một lực trung tâm hành động phải nằm dọc theo đường nối trung tâm đối tượng đến điểm khác, trong khi cường độ lực chỉ phụ thuộc vào khoảng cách hoặc bán kính giữa hai.Ví dụ về các lực trung tâm được tìm thấy trong lực hấp dẫn, lực tĩnh điện và lực từ một lò xo.Chỉ có hai loại lực trung tâm có thể dẫn đến chuyển động quỹ đạo: lực hấp dẫn và lực tương tự.Định luật Newton Newton của trọng lực phổ quát nói rằng lực hấp dẫn giữa hai vật luôn được hướng vào nhau.Hơn nữa, độ lớn của lực tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa các vật thể mdash; nói cách khác, tăng gấp đôi khoảng cách giữa các vật thể sẽ dẫn đến một lực chỉ một phần tư mạnh.Khi một đối tượng lớn hơn nhiều so với người kia, sự sắp xếp đáp ứng các tiêu chí của lực lượng trung tâm.Một lực trung tâm tương tự là lực tĩnh điện giữa các hạt có điện tích.Giống như lực hấp dẫn, lực tĩnh điện tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa hai hạt.Tuy nhiên, không giống như trọng lực, các tương tác tĩnh điện tỷ lệ thuận với sản phẩm của các khoản phí của chúng, thay vì khối lượng của chúng.Họ cũng có xu hướng thống trị trên quy mô rất nhỏ.Mặc dù vậy, nói về mặt toán học, độ lớn của lực hấp dẫn và lực tĩnh điện đều tuân theo

Định luật vuông

.Lực tạo ra bởi một lò xo tỷ lệ thuận với khoảng cách, lò xo được kéo dài từ chiều dài cân bằng của nó.Kéo dài một lò xo hai lần khoảng cách từ chiều dài cân bằng của nó sẽ dẫn đến một lực hấp dẫn mạnh gấp đôi.Loại hành vi này được gọi là luật Hooke, và được nhìn thấy không chỉ trong lò xo, mà trong bất kỳ vật liệu đàn hồi tuyến tính mdash; bao gồm hầu hết các kim loại rắn.Khi một lò xo hoặc vật liệu phù hợp được neo tại một trung tâm, nó cũng có thể đáp ứng các tiêu chí của một lực lượng trung tâm.Mặc dù việc tăng khoảng cách giữa các vật thể hoặc các hạt có ảnh hưởng rất khác nhau trong các hệ thống được điều chỉnh bởi luật nghịch đảo so với luật Hooke, cả hai lực lượng trung tâm này sẽ tạo ra chuyển động quỹ đạo kín.Các hành tinh quay quanh mặt trời vì trọng lực, một lực lượng trung tâm tuân theo luật vuông.Tương tự, các hạt tích điện có thể quay quanh một trung tâm sạc đối diện do lực tĩnh điện.Một thực tế ít được biết đến là một mùa xuân được neo trung tâm có thể, khi các lực lượng khác không đáng kể, khiến một đối tượng quay quanh trung tâm.Chuyển động điều hòa đơn giản là một ví dụ như vậy bị hạn chế để di chuyển chỉ một chiều.