参考消息网10月23日报道 美国趣味科学网站9月4日发表题为《向心力与离心力趣谈》的文章，文章编译如下：
向心力和离心力是用来描述圆周运动物理学的两个术语——但其中只有一个是真实存在的。
向心力使物体沿圆周运动，且总是指向圆的中心。例如，太阳引力是一种向心力，它使地球沿轨道绕太阳旋转。与此同时，离心力是所谓的虚拟力：这是进行圆周运动的物体所受到的一种貌似向外的力。如果你是那个旋转的物体，那么你会非常真切地感受到这种幽灵般的力量。例如，可以用离心力来解释你坐在旋转飞椅及其他类似的游乐园设施上时那种向外飞出去的刺激感。归根结底，这两种旋转力是同一枚硬币的两面。
曾在华盛顿大学工作的研究型物理学家安德鲁·A·甘泽说：“向心力和离心力的差别与不同的参照系——即你衡量某件事物的不同角度——有关。向心力和离心力实际上是同一种力，方向不同只是因为你根据不同的参照系来感受它们。”
如果你身处旋转系统之外，你会观察到向心力。而从旋转物的视角看——假如你是在洗衣机内旋转的衣物——你会感受到离心力。
向心力指向圆的中心，使物体沿环形路径运动。“向心”一词意为“朝向圆心”。而西得克萨斯农机大学物理学副教授克里斯托弗·贝尔德认为，并不真实存在的离心力让人产生有东西正在将旋转物体向外推、远离圆心的感觉。
向心力是一种真实的力，而离心力是一种表观力。当你甩动绳子、让一块绑在绳子一端的石头快速旋转时，绳子会对石头施加一股向内的向心力。而从石头的视角看，绳子上似乎有一股向外的离心力。
如果你从外部观察一个旋转系统，你会看到一种向内的向心力在起作用，以便把旋转物限制在环形路径上。
不过，如果你坐在旋转飞椅上，你会感受到一股明显的离心力在把你推离圆心。而你真正承受的是向内的向心力，它让你不会沿切线飞出去。
想象一下驾驶汽车通过一个倾斜的弯道。如果你从外部观察，你可以观察到把汽车推向圆心、使汽车做圆周运动的向心力。但如果你坐在车内，你感觉到的是一股将你推离圆心的力——这就是离心力。
向心力的一个简单的真实例子是绑在绳子一端的石头。当沿着圆周甩动绳子时，绳子中的张力阻止石头沿直线飞出去。这种力向内指向圆心。
另一个例子是，太阳引力所提供的向心力使行星围绕我们的中央恒星旋转。
离心力可以解释你坐在正在转弯的汽车或倾斜着机身转弯的飞机中的感觉。离心力还发生在洗衣机的甩干阶段，或是孩子们乘坐游乐园的某些设施时。
向心力的另一个实际应用是实验室离心机。离心机是在血样分析过程中使用的关键工具。
正常情况下，热运动导致物质持续混合，进而妨碍重力使血细胞形成不同的分层。不过，典型的实验室离心机可以实现600到2000倍重力加速度。如此高的加速度将使沉重的红细胞沉降到样本底部，并使溶液的不同成分根据各自的密度形成分层。
向心力是根据牛顿运动定律推导出的。如果某个重物沿直线运动，其惯性将导致它保持直线运动，除非有外力使其加速、减速或改变方向。
以下是向心力的计算方法：
物体如果想在不改变速度的情况下沿圆形路径运动，必须有一股连续的向心力以与物体路径呈直角的方向作用在其身上。该圆的半径等于质量乘以速度的平方再除以向心力，即r=mv^2/F。重新排列一下这个方程式就能计算出向心力：F=mv^2/r。
牛顿第三定律指出，“对于每一股作用力，总是存在一股大小相等、方向相反的反作用力”。就像重力导致你对地面施加一股力一样，地面似乎也对你的双脚施加一股大小相等、方向相反的力。当你坐在正在加速的汽车中时，座椅对你施加一种向前的力，而你似乎对座椅施加一种向后的力。
就旋转系统而言，向心力把物体往里拉，使后者沿弧线运动，而物体似乎因自身惯性而向外施加推力。不过在这两个情形中，真正施加的力只有一种。
计算离心力的方程式与计算向心力的方程式完全相同。
太空中的事物大多沿近似圆周的路径运动，因此向心力在太空探索中发挥着巨大作用。它支配着人造卫星绕地球运行、月球绕地球运行以及太阳系其他行星绕太阳运行的方式。
在宇航员训练活动中，这种旋转力也被用于模拟太空发射加速度。当火箭刚发射时，其内部装了太多燃料和氧化剂，几乎无法移动。不过，随着火箭上升，它以极快的速度消耗燃料，导致质量持续减少。牛顿第二定律指出，作用力等于质量乘以加速度，即F=ma。
在大多数情况下，质量始终恒定。不过，对于火箭而言，其质量会大幅变化，而作用力——即火箭发动机的推力——几乎保持不变。这导致推进阶段快结束时加速度会增加到正常重力加速度的好几倍。美国国家航空航天局采用大型纺车状装置来训练宇航员，为的是让他们适应这种极端加速度。在该设备中，向心力是由向宇航员施加向内推力的座椅靠背提供的。
与此同时，离心力可以在未来的空间站中制造重力错觉。如果你利用向心力让航天器旋转，那么你将制造出一种让人感觉是离心力的加速度。这一效应可以制造出人造重力，前提是航天器的旋转速度足够快。（编译/曹卫国）
