搭捷運最有感覺的力—─慣性力與離心力

搭捷運時，若列車突然緊急煞車，身體就會往前傾。如果是平常站在平地上，卻感覺到身體前傾的話，那一定是突然被誰推了一下，或是拉了一把。所以這樣說來，在突然煞車的列車車廂裡頭，也有人推了你一把？如果是這樣的話，別人的手應該會接觸到自己的背部。但事實上，在列車中明明沒有人碰到你，卻會有被推的感覺。像這樣明明沒有接觸點，也就是沒有直接的外力作用下，卻感覺被推了一下的情況，一般稱這種無形的力為假想力。物理學上稱為慣性力。

在突然煞車的列車車廂中，我們會說「有一股往前的慣性力作用」。緊急煞車時，如果仔細觀察，會發現吊環往前傾。如果有一輛列車，車廂中看不到窗外景色，聽不到任何聲音，也沒有任何搖晃的話，儘管乘客無法感受到列車正在移動，但可以透過吊環的傾斜方向，進而得知正在煞車、速度正在變慢。列車若是靜止，吊環自然就不會傾斜。那麼，如果保持等速直線移動，會怎麼樣呢？此時吊環也不會傾斜。換句話說，對乘客來說，列車是靜止的，抑或是保持等速移動都沒有差別。相反的，如果看到慣性力作用時，就可得知列車正在加速度運動。

汽車在彎道轉彎時，乘客常會覺得好像被往外甩。這也是一種慣性力。於彎道轉彎時，汽車在圓周運動，此時會有往外的慣性力作用。圓周運動時作用的慣性力，一般稱為離心力。圓周運動也是加速度運動的一種。

為什麼火箭發射的地點都選在赤道附近？

許多國家都會將火箭發射基地的設置地點，選在離赤道近的低緯度區域。其中一部分理由如以下幾點：

（1）重力比高緯度地區小，可減少發射時需要的力。
（2）地球自轉產生的離心力最大，可借力使力。
（3）因地球自轉，地面速度較快，可以較大初速發射。

各位是否注意到，這三個理由中，實際上除了第一點之外，全都只是換句話說而已。首先，嚴格來說，地表的重力是地心引力扣掉因地球自轉產生的離心力。因此（1）與（2）的意思幾乎是相同的。

另外，離心力的產生，是因為地面上的物體擁有因地球自轉而生的速度（從物體外部來看），因此（2）與（3）也只是換句話說而已。

先前之所以說「除了第一點之外」，是因為事實上地球本身的形狀略往赤道方向膨脹，也是造成低緯度地區重力較小的因素。