明晰向心力与离心力之间的核心差异、它们于物理学内的实际运用，以及它们怎样作用于我们对于圆周运动的认知。

向心力与离心力乃是用以阐释圆周运动物理学的两个术语——然而，其中仅有一个为真实存在。向心力促使物体维系圆周运动，且始终朝向该圆的中心。譬如，太阳的引力即为使地球绕其运转的向心力。

与此同时，离心力则属所谓的虚拟力：它乃是针对处于圆周运动的物体所呈现的明显向外之力。然则，倘若您是处于旋转状态之人，此种虚幻之力会给人以极为真实的感受。例如，离心力乃是用以描述您在 Gravitron 以及类似的游乐园游乐设施上向外飞离之感的一种方式。归根结底，这两种旋转之力仿若同一枚硬币的两面。

“向心力和离心力之间的差异与不同的‘参考系’存在关联，意即，您从各异的角度去测量某物。“向心力和离心力实质上乃是完全相同的力，仅仅方向相背，只因它们是从不同的参考系所体验到的。”

倘若您置身于旋转系统之外，您将会观测到向心力。自旋转物体的视角而言（例如，洗衣机中正在旋转的衣物），您则会感受到离心力。

向心力与离心力存在何种差异？

向心力与离心力乃是描述同一事物的两种形式。向心力与离心力之间的关键区别在于力的方向抑或指向以及参考系——无论您是自静止点还是从旋转物体的角度去追踪力。

向心力指向圆心，促使物体沿着圆形路径行进。“向心”一词之意为“寻求中心”。离心力——同样并非真实存在——给人以仿佛有某物将其向外推送、远离圆的中心之感。

离心力是向外的力，而向心力将旋转的物体向内拉。（图片来源：未来）

离心力是真的吗？

向心力乃是一种切实的力，而离心力则为一种表观力。换而言之，当您旋转系于绳子之上的石头时，绳子会对岩石施予向内的向心力，而自石头的视角来看，绳子之上似乎存在一个向外的离心力。

倘若您从外部观测旋转系统，您将会目睹一个向内的向心力，将旋转体约束于圆形路径之中。

然而，倘若您在 Gravitron 上旋转，您将会体验到显著的离心力将您推离圆心。您所感受到的乃是向内的向心力，其阻止您偏离切线。

想象一下，您置身于一辆正在转弯的汽车内。倘若您从外部进行观察，您能够察看到向心力将汽车向内推向中心，使之维系圆周运动。但是，倘若您坐在车内，您将会感觉到一股力量将您推离圆圈的中心——此即为离心力。

向心力和离心力的真实例子有哪些？

向心力的一个简明且真实的示例即为绑在绳子上的石头。当绳子旋转之际，绳子当中的张力会阻止岩石沿直线飞离。此种张力指向内部，朝向圆圈的中心。

再举一例，太阳的引力提供了向心力，促使行星围绕我们的中心恒星旋转。

离心力描绘了您在汽车转弯或者飞机倾斜转弯之时的感受。离心力出现在洗衣机的旋转循环当中，亦或儿童乘坐游乐园游乐设施之时。

向心力的另一个实际运用乃是实验室离心机，用于加快液体悬浮液。离心机是在血液样本分析中所使用的关键器具。

通常而言，热运动将会导致持续的混合，从而避免重力迫使血细胞沉淀至不同的层级之中。然而，典型的实验室离心机能够达到重力的 600 至 2000 倍的加速度。这种强大的加速度使得重红细胞沉淀于样品底部，并依据其密度将溶液的各类成分分层。

你如何计算向心力和离心力？

向心力来自牛顿运动定律。如果一个巨大的物体在太空中沿直线运动，它的惯性将导致它继续沿直线移动，除非外力导致它加速、减速或改变方向。

以下是向心力的计算方法：

为了使物体沿圆形路径不改变速度，必须以与其路径成直角施加连续的向心力。这个圆的半径 （r） 等于质量 （m） 乘以速度 （v） 的平方除以向心力 （F），即 r = mv^2/F。力可以通过简单地重新排列方程来计算：F= mv^2/r。

牛顿第三定律指出，“对于每个动作，都有一个相等和相反的反作用力。正如重力使您对地面施加力一样，地面似乎对您的脚施加相等且相反的力。当您在加速的汽车中时，座椅会对您施加向前的力，就像您似乎对座椅施加向后力一样。

在旋转系统的情况下，向心力将质量向内拉以遵循弯曲路径，而质量由于其惯性而似乎向外推。然而，在每种情况下，都只施加了一个实力，而另一个只是一个视在力。

离心力的公式与向心力的公式相同。

太空探索中的向心力

太空中的大多数物体大致绕一个圆周运动，因此向心力在太空探索中起着很大的作用。它控制着卫星如何绕我们的星球旋转，月球如何围绕地球旋转，以及太阳系其他行星如何围绕太阳旋转。

该旋转力还用于模拟太空发射的加速度，以进行宇航员训练。当火箭首次发射时，它满载燃料和氧化剂，几乎无法移动。然而，当它上升时，它会以极快的速度燃烧燃料，不断失去质量。牛顿第二定律指出，力等于质量乘以加速度，或 F = 马。

在大多数情况下，质量保持不变。然而，对于火箭来说，它的质量发生了巨大变化，而力——在本例中是火箭发动机的推力——几乎保持不变。这会导致助推阶段结束时的加速度增加到正常重力的几倍。NASA 使用称为离心机的大型旋转轮子为宇航员准备这种极端加速。在此应用中，向心力由向内推向宇航员的座椅靠背提供。

与此同时，离心力可能会在未来的空间站中产生重力错觉。如果你通过向心力旋转航天器，你会产生一个加速度，感觉就像离心力一样。这种效应可以产生人工重力，假设飞船旋转得足够快。