●中心力【ちゅうしんりょく】

質点に働く力の作用線が常に定点Oを通るとき，この力を中心力といい，点Oを力の中心という。例としては万有引力やクーロン力がある。中心力を受けている質点は定まった平面上を運動し，力の中心に関する角運動量は変らない。

物体に働く力の作用線が、ある一定点を常に通るような力。太陽・惑星間の万有引力、荷電粒子間のクーロン力など。

質点に働く力がつねにその質点と別の一定点Oを結ぶ直線の方向に働き，その大きさと向きがOと質点との間の距離rだけできまるとき，この力を中心力，Oを力の中心という。太陽や惑星の大きさを無視して質点と考え，太陽を不動とすれば，惑星が太陽から受ける万有引力は中心力である。中心力による運動では面積速度が一定に保たれるが，これは角運動量が保存されることを意味している。【小出 昭一郎】

物体（厳密には、質点、質量をもつが、広がりをもたないかまたは無視しうる）に働く力の一種で、その強さが力の中心から物体までの距離だけで決まり、その方向が力の中心と物体を結ぶ直線に沿っているものをいう。孤立した二つの質点の運動は、一般にそれらの重心運動と相対運動に分けられ、前者は力の作用のない自由運動であり、静止しているかまたは等速直線運動を行う。後者は、質点間に働く力のもとでの一粒子運動と等価である。力の中心は、相対距離がゼロの場合に対応している。中心力の特徴は、その作用のもとで運動する質点がその角運動量、すなわち力の中心からの位置座標rと運動量pのベクトル積r×pを保存することである。惑星の運動に関するケプラーの第二法則、面積速度一定の法則は、この角運動量の保存から導かれる。さらにベクトルとして角運動量を保存することから、その運動は平面上に限られる。惑星の運動はこの例で、中心力としての万有引力のもとで、惑星に比べ非常に重い太陽を近似的に力の中心としている。中心力の例としては、ほかに荷電粒子間、たとえば電子や陽子間に働くクーロン力などがある。非中心力の例としては、核子（中性子および陽子）間に中間子を媒介として働く核力が知られている。

［阿部恭久］