體積力

物理学的體積力（body force）是指作用在物體體積上的力。像因為引力、靜電學和磁場而產生的力都屬於體積力。體積力和接觸力或表面力不同，後者二個是作用在物體的表面上。

像離心力、欧拉力和科里奥利力等慣性力也屬於體積力。
定義
質性分析
體積力是力的一種，因此其因次分析為[M][L][T]−2，和力一樣。不過，常常會考慮單位体积或是單位質量下的力，假如關注的是單位体积下的力，可以表示為系統的。

體積力和接觸力不同，體積力不需要物體接觸，因此和壓力梯度、熱傳導和對流的力不是體積力，因為這些力需要物體的接觸。

常見的體積力有：
*引力
*库仑定律，作用在有電荷的物體上
*磁力，作用在有電流的物體上，例如因為渦電流造成的煞車力。

慣性力也可以視為是體積力，常見的有
*離心力
*科氏力
*欧拉力，出現在旋轉速度變化的旋轉座標系上

不過，慣性力不是真正的力，慣性力只是用來修正在非惯性参考系下的牛顿运动定律（若是以廣義相對論的觀點下，引力也可以視為是慣性力）。

定量分析
可定義力密度，讓力密度的體積積分即為所有的體積力：

:\mathbf{F}_{\mathrm{body}} = \int\limits_{V}\mathbf{f}(\mathbf{r}) \mathrm{d} V \,,

其中dV是體積元素，而f是體積力密度。

加速度
體積力和其他的力類似，都會讓物體加速。對於非剛體的物體，作用在其小體積元素的牛頓第二運動定律如下

:\mathbf{f} (\mathbf{r})=\rho (\mathbf{r})\mathbf{a} (\mathbf{r}),

其中ρ(r)是物體的密度，ƒ是力密度，而a(r)是在點r的加速度。

引力
考慮在星球表面引力場的物體。a(r)幾乎是常數(g)，且是均勻的。在地表的重力加速度為

:g = 9.81 \text{ }\mathrm{ms}^{-2}.

則體積力表示如下
:\mathbf{F}_{\mathrm{body}} = \int\limits_{V}\rho (\mathbf{r})\mathbf{g}\mathrm{d} V = \int\limits_{V}\rho (\mathbf{r})\mathrm{d} V \cdot \mathbf{g} = m \mathbf{g}

其中m是物體的質量。
相關條目
*超距作用
*慣性力
*
*非接觸力
*正向力
*表面力

參考資料