什麼是向心力?
向心力是讓物體沿著圓形軌道運動時,所需的「向內」淨作用力。若少了這股力,根據牛頓第一運動定律,物體就會沿著切線方向直直飛出去。向心力的方向永遠指向圓心,其大小取決於物體的質量、運動速度以及圓弧的半徑。這款計算器是通用的物理工具,只要輸入一致的 SI 單位數值,皆可適用。
計算器使用說明
請以公斤(kg)輸入物體的質量、以每秒公尺(m/s)輸入切線速度,並以公尺(m)輸入圓形軌道的半徑。計算器會回傳以牛頓(N)為單位的向心力,以及以每秒平方公尺(m/s²)為單位的向心加速度。
公式解析
向心力的公式為
F = ((Mass (kg) · Velocity (m/s)^{2}) ÷ (Radius (m)))
,其中 m 為質量、v 為速度、r 為半徑。由於速度是平方項,因此速度增加一倍,所需的力就會變成原本的四倍。此外,彎道越急(r 越小),需要的力也越大。與此相關的向心加速度為 a = ((v^{2}) ÷ (r)),因此 F = m · a,恰好與牛頓第二運動定律相符。
實際範例
假設一顆 2 kg 的球,以 5 m/s 的速度沿半徑 4 m 的圓周旋轉,則
F = ((2 × 5^{2}) ÷ (4)) = ((2 × 25) ÷ (4)) = ((50) ÷ (4)) = 12.5 N
。向心加速度為 a = ((25) ÷ (4)) = 6.25 m/s^{2}。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
向心力是一種新的力嗎?
不是。向心力只是個「名稱」,用來統稱所有指向圓心、用來維持圓周運動的真實作用力,例如張力、重力、摩擦力或正向力。
向心力與離心力有什麼不同?
向心力是真實存在、指向內側的力;而離心「力」則是只有在旋轉參考系中才會感受到的「假想」向外作用力。
我應該使用哪些單位?
請使用公斤、每秒公尺與公尺(即 SI 單位),這樣算出來的力才會是牛頓。