假想力(fictitious force, also pseudo force, inertial force(慣性力))
假想力(fictitious force, also pseudo force, inertial force(慣性力))
國立臺灣大學物理所黃一玄
以非慣性座標系描述運動時,物體並不遵守牛頓運動定律。為了使牛頓運動定律看起來仍能成立,我們只好多引入假想力的概念,此假想力完全不是因為物體間有實質的交互作用而產生。在旋轉座標系中,假想力包含離心力跟科氏力。
例一:
假想坐在轎車中的乘客,於汽車突然啟動時,乘客感覺到身體似乎被向後拋、背部跟著緊貼住座椅;而當行車驟然停止時,乘客感受到一個往前的衝力;急轉彎時,身體則會側向往轉彎外側拋甩。
例二:
如圖一,想像你是愛莉絲,吃了縮小蘑菇之後掉入瘋子哈特(Mad Hatter)攪拌中的茶杯,你跟水流方向同步,被水流帶著走,你會看到身旁的水是靜止的,而整個杯子則是反向旋轉。在接近底部的地方,水有跟著杯底一起運動的特性,所以對愛莉絲來說,這些水有一個圓周運動的速度。伴隨著這個速度的科氏力會指向杯子中央,於是茶葉順著水流被推向杯底中央聚集起來。此外,愛莉絲還會發現水面不是平的,而是呈外高內低的拋物面狀,這是因為對她來說周遭的水會感受到離心力,而將水往外拋去,結果外緣就會累積較高的水位。