是否可以用離心力代替重力？

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如果可以的話，太空城的直徑該是多少才不會對人體造成負面影響？

可以用離心力來產生人工重力。這也許是目前已知唯一可行的方法。

在上圖的場景中，轉盤帶動著貓以角速度 ω 旋轉。從老鼠的角度觀察，貓在做圓周運動，所以它受到一個指向圓心的向心力

$F=mromega^{2}$

其中，m是貓的質量，r是貓到圓心的距離， ω 是旋轉的角速度。這個向心力是轉盤的外壁施加在貓身上的。

讓我們轉到貓的視角。貓把自己當做參照系，所以它認為自己是靜止的。它感覺有一個力在把自己向外面推，而轉盤的外壁給自己同樣大小，但是方向相反的力（即向心力）。兩個力互相抵消，所以，它可以安然無恙的坐在轉盤上。於是，貓把向外推自己的力叫做離心力。由於離心力的作用，貓不得不緊緊靠在轉盤的外壁上。

顯然，離心力其實並不存在，它只是貓把自己當成參照系後感受到的一個虛擬的力。

下面我們把這個轉盤搬到沒有重力的太空中去。

現在，貓同樣感受到離心力把自己壓向轉盤的外壁，而外壁向自己提供方向相反，大小相等的支撐力。所以，在這個失重的環境下，貓還能穩穩地站在外壁上。這時候，貓的感覺和在地球上是一樣的：重力把它往下拉，而地面給它一個相同大小的支撐力，讓它可以穩穩地站在地上。

所以，在太空中，離心力是可以提供人造重力的。

以上只是簡單的分析，你也許想知道真實的實驗中，離心力能否起到重力的效果。

NASA曾經僱傭了貓和老鼠做過這樣的試驗。

這是一個安裝在地面上的水平轉盤。從圖中我們可以看到穿桔紅色衣服的貓和穿灰色衣服的老鼠。貓身上裝有支架，可以抵消重力（真正的重力）。這樣貓基本上就處於失重的狀態了。

當轉盤開始旋轉，貓就可以穩穩的站在外壁上，甚至可以在外壁上行走。從老鼠的角度來看，這簡直就是飛檐走壁了。

如果旋轉停止，貓就會飄起來——我們可以把它理解為另一個方向上的失重。

也許你仍然不滿意：這只是在地球上的模擬實驗，我要看真正的太空實驗。這也沒問題。1966年美國在雙子座11號任務中進行了這樣一次試驗。

兩個太空艙以30米長的纜繩相連，相互圍繞旋轉，然後宇航員在太空艙中觀察是否能產生人工重力。太空實驗總是十分笨拙的，所以他們只能讓太空艙每分鐘旋轉0.15圈。然而，試驗還是成功的，他們觀察到物體緩緩向太空艙底部墜落。這次試驗得到的人工重力相當於地球重力的0.0005倍。

問題於是變得很簡單了。這種方法提供的重力加速度是

$a=romega^{2}$

有了這個公式，我們就可以計算要產生和地球相等的重力（9.8米/秒^2），需要什麼樣的旋轉參數。比如，一個半徑10米的太空艙，它只需要每秒轉0.16圈（或者每分鐘10圈）就行了。

電影《2001太空漫遊》裡面表現的就是這種通過旋轉產生人工重力的方法。

但是，問題遠遠沒有這麼簡單。如果你真的在一個半徑10米小型太空艙中製造人工重力，你就會發現，另一個虛擬的力跳出來找你的麻煩了。

回到貓和老鼠的例子。這次它們站在轉盤兩邊，老鼠把一個球向貓扔過去。球沿著直線前進，但是，當球到達轉盤另一側的時候，貓已經被轉盤轉走了，所以它不能接到球。

貓把自己當做參照系。在它看來，球走了一條奇怪的曲線，好像有一個看不見的力在推動它改變方向。

這個並不存在的力叫科里奧利力。地球自轉同樣產生科里奧利力，它是地球上不同風帶形成的主要原因。

科里奧利力的大小和以下因素成正比：1）物體在旋轉參照系中的相對速度和，2）轉盤的角速度。如果你在一個人造重力系統中運動，你就會感受到科里奧利力的效果。比如，當你在轉盤上行走時，就會發現你的路線歪歪斜斜，就像上面那個球。能不能站得穩就看你的平衡能力了。如果你順著旋轉方向跑，你會發現自己變得很重。甚至，當你從椅子上站起來的時候，這個微小的速度也會產生科里奧利力推動你的上半身，讓你跌倒。

如果我們不能把宇航員都限制在自己的座位上，就不能不考慮科里奧利力的影響。辦法只有一個：限制旋轉的速度。回顧前面的公式，人造重力能提供的重力加速度

$a=romega^{2}$

角速度是直接影響重力加速度大小的。如果旋轉的角速度被限制了，我們只能設法增加飛船的半徑。所以，太小的飛船是不適合用旋轉的方式來產生人工重力的。

此外，飛船半徑太小產生的另一個問題是重力差。由於人工重力的大小與旋轉半徑成正比，所以，人體的不同部分受到的重力不一樣：上半身收到的重力比下半身小。在這種情況下，血液會流向下半身，嚴重的話會引起大腦缺氧或昏迷。

考慮到這些因素，上面那個《2001太空漫遊》中的旋轉太空艙，尺寸應該小了點。

以人類現在的技術和經濟實力，要建造足夠大的空間站或太空船都是不可能的。

不過不要著急，不一定要有圓環或圓柱才能轉。我們大可採用一些簡陋的設計，就像上面那個雙子座11號的例子。在NASA科學家羅伯特祖柏林制定的《直達火星》計劃中，就採用了類似的方法。他建議把飛船分成兩個太空艙，中間用纜繩鏈接。然後，太空艙發動自己的推進器，讓它們相互圍繞旋轉，產生人工重力。買一根足夠長的纜繩肯定比修建大型飛船便宜得多。這樣，兩個太空艙就可以駕著筋斗雲，一路奔赴火星去也。

可行是當然的，上面原理也很清楚了，我現在跟你算一下半徑多大合適。

這個是向心力的公式 F=mrω^2 ，F是向心力（N），m是人的體重（kg），r是半徑（m），ω是角速度（rad/s）。

要高仿地球重力，即F/m=g=rω^2 =9.8m/s^2，ω= √ (9.8/r)，ω=2π/T，即√ (9.8/r)=2π/T，最後T=2π/√ (9.8/r) ，T是繞圓心轉一周所需的時間t（s）。

這個公式在Excel可表示為： =2*PI()/SQRT(9.8/r)

當r=1m，t=2.01s，2秒轉一圈，卧槽滾筒洗衣機，不死也殘；

當r=10m，t=6.35s，6秒多一圈，這個自控飛機差不多，不過半徑沒有10米，反正我肯定會暈；

當r=100m，t=20.07s，20秒一圈，周長s=2πr= 628 m，入門級別吧，房間內工作活動休息應該還行，不過走著的話會感覺到，畢竟600多米一圈，人走一步就1米了，走600多步就可以走一圈了。記得上學的時候400米的橢圓操場么，把兩邊弄成圓環，以最外圈來算（長跑道150米，延伸到外圈直徑180米左右），一圈就差不多600米吧，看起來也是挺彎的。而且建築樓層越高（算30米吧），住樓上的r越小，受到的向心力變少(30米就縮水30%)，人會感覺輕飄飄，而且r越小受到科里奧利效應影響越大，橫向偏離變大，本身又輕了，就更加搖晃，所以土豪VIP都住一樓吧；

當r=1000m，t=63.47s，s=6283m，一分鐘一圈，哈哈我們變成了秒針了，一秒鐘走100米才可追上自轉速度，我們走路走90分鐘才能走完一圈，這個半徑應該可以用作太空城了，把參照物遮住，個人認為這個角速度感覺不明顯。

當r=10000m，t=200.71秒，s=63km，半徑有客機的巡航高度~

曬一下《極樂空間》的太空城~

最後其實這種太空城還是很難建成的，原理簡單，但是自轉消耗能量巨大，每時每刻要調整微小的角度保證在一平面自轉，最難的是結構強度，中間幾條爪子要抓住外圈，承擔所有的向心力（這裡模擬成重力），這種拉著上千萬噸又不變形的爪子哪裡找啊，一不小心一點小問題即使不斷裂，但是自轉軌道偏離就亂轉了，說不定太空解體團滅！！！

人造衛星就相當於提供了一個g的向心加速度。
如果沒有地球，讓衛星空轉，就可以產生一個g的向心加速度。
(當然了，這個力還得有其他的來源，比如由環形衛星的結構提供……)
衛星的圓周運動半徑太大了，所以需要的線速度很高。如果半徑只有1km，線速度只要100m/s，角速度10rad/s，就可以了……

沒有離心力，只有離心作用，那叫向心力，高中物理負分

首先，我們知道:
重力是萬有引力在地表的一個分力，它豎直向下。但是如果要弄清楚的話，那是很尷尬的。

來上圖:

但是，如果換個視角:

我的物理老師為了說服我，用了很多很多的方法，但是都沒有一個是比較說的通的。
望解答。。(??ω?)?嘿

下面，來回答問題。
哦，是無葯強答的。

——————————
靈魂畫師

在圖中，請注意，人啊，房子啊，足球場都在
輪子的內表面啊！
在內表面啊！
在內表面啊！
至於看起來在外表面是因為船體由特種玻璃製成，他們對我們的來訪表示歡迎，所以。。。
（好吧是我畫錯了）

好的，現在我們在飛船的內表面（再次強調）。
我們以圖中那個大大的方塊人為研究對象。
你不知道是誰嗎？

不好意思，照片倒過來了，湊合看吧
(??ω?)?嘿

現在已經選好參考系和研究對象，我們來受力分析。
現在，請方塊人回到飛船的內表面來。

那我們就得到了一個角速度與半徑的關係式。

你可能說那麼簡單的一個式子你羅里吧嗦那麼多幹嘛。

對，我閑得沒事做。(≧▽≦)

好吧，實際上我還有好幾道物理題沒做完。
(? ???ω??? ?)

恩恩。。

咱們來看看這個式子哈。
討論一下要把這個輪子弄得多大，轉得多快才好。
這個我明天再說吧，我要寫作業了。
(?ω?)
謝謝你看到這，要不點個贊吧(?°з°)-?

三體3死神永生，最後人類建立的太空城就是用離心力為重力

電影極樂空間星際穿越里都有離心力太空城

圖片來源於網路

星際穿越裡面的空間站，以及人類逃出地球後生活的巨大空間站，都是用離心力(向心力)代替重力的。

首先，題主的意思應該是可否在太空中通過旋轉，使某空間內的人感覺到與站在地球上無異。答案是肯定的，參考極樂空間，星際穿越。

那麼接下來，離心力是否存在這個問題。手機編輯，不會引用，回去修改。離心力這個名字是存在的，但它的引入是為了使牛頓運動定律在旋轉參考系（非慣性參考系）下，依然能夠使用。
但是！！！
人為定義的離心力是慣性力(見補充劃線部分)，而慣性力是假想力。(見補充劃線部分)

離心力是一種虛擬力或稱慣性力。在慣性參考系下是沒有慣性力的，在非慣性參考系下（如旋轉參考系）才需要有慣性力。慣性力實際上並不存在，實際存在的只有原本將該物體加速的力，因此慣性力又稱為假想力。

所以
離心力是一種假想力！
離心力是一種假想力！
離心力是一種假想力！

所以，並不能通過施加離心力而達到本題目的。但不代表本題目的是不能實現的。
最後，友好討論，評論區不要罵人。已經刪掉一些評論了。
--------------以下為原答案-----------------

高中物理老師告訴我們這個世界上沒有離心力，並沒有施力物體，所謂的離心力只是保持運動的慣性。

------------以下為原答案外補充------------
維基百科-力:
在物理學中，力是任何導致自由物體歷經速度、方向或外型的變化的影響。
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維基百科-慣性力
慣性力（inertial force）是指當物體加速時，慣性會使物體有保持原有運動狀態的傾向，若是以該物體為參照物，看起來就彷彿有一股方向相反的力作用在該物體上，因此稱之為慣性力。因為慣性力實際上並不存在，實際存在的只有原本將該物體加速的力，因此慣性力又稱為假想力（fictitious force）。它概念的提出是因為在非慣性系中，牛頓運動定律並不適用。但是為了思維上的方便，可以假想在這個非慣性系中，除了相互作用所引起的力之外還受到一種由於非慣性系而引起的力——慣性力。
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維基百科-離心力:
離心力（英語：centrifugal force）是一種虛擬力或稱慣性力，它使旋轉的物體遠離它的旋轉中心。在牛頓力學裡，離心力曾被用於表述兩個不同的概念：在一個非慣性參考系下觀測到的一個慣性力，和向心力的反作用力。在拉格朗日力學下，離心力有時被用來描述在某個廣義坐標下的廣義力。

在通常語境下，離心力並非真實的存在。它的作用只是為了在旋轉參考系（非慣性參考系）下，牛頓運動定律依然能夠使用。在慣性參考系下是沒有慣性力的，在非慣性參考系下（如旋轉參考系）才需要有慣性力，否則牛頓運動定律不能使用。
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維基百科-慣性參考系:
在經典物理學與狹義相對論中，慣性參考系（常簡稱為慣性系）是指可以均勻且各向同性地描述空間，並且可以均勻描述時間的參考系。[1]在慣性參考系內，系統內部的物理規律與系統外的因素無關。
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維基百科-非慣性系:
非慣性系與慣性系可以通過慣性力的有無來區分，簡單來說:非慣性系的效應導致觀察者必須在計算中引入慣性力。
非慣性系中的物體會受到慣性力。它是來源於參考系自己加速度的力，而非作用在物體的實際相互作用。前文提到的旋轉參考系中的離心力與科里奧利力就是慣性力。

高達殖民地衛星

太空旅客

三體里在掩體紀元就是利用離心力建造的空間站，圓柱體，旋轉產生離心力替代重力。想到了答一下。

可以，美國曾經有個計劃建一個環形空間站，利用離心力打造類地環境

可以。
高票回答說的很清楚了，例子也不錯，存在的問題也說的很好，最大的問題恐怕是距離圓心不同距離時模擬的重力大小不一。
星際穿越里就是這辦法。為了獲得同樣大小的「重力」，宇航飛船的大小不能太小，我們目前技術還搞不定那麼大的星際飛船。

完全可以的
具體公式可以推下，速度只要合適，應該沒問題

我提著箱子，原地旋轉，會感覺箱子不那麼沉了。

我一直覺得「離心力」這個概念是錯誤的。從來是只有「向心力」和「向心力」瞬間消失後的「離心現象」

聽高中物理老師說，從來沒有一個力叫離心力，只有離心作用和向心力

有一部電影叫星際穿越