ボディフォース

物理学では、体積力は物体の体積全体に作用する力です。^[1]重力、電場、磁場による力は体積力の例です。体積力は、物体の表面に働く 接触力や表面力とは対照的です。遠心力、オイラー力、コリオリの力などの架空の力も体積力の例です。

体積力は単に力の一種であり、力と同じ次元を持ち、[M][L][T] ^{−2 です}。ただし、体積力については、単位体積あたりの力または単位質量あたりの力のいずれかで説明すると便利な場合がよくあります。単位体積あたりの力が重要な場合は、システム全体の 力密度と呼ばれます。

体積力は接触力とは異なり、力の伝達に接触を必要としません。したがって、圧力勾配や伝導および対流熱伝達に関連する一般的な力は、システム間の接触を必要とするため、体積力ではありません。一方、放射熱伝達は体積力の完璧な例です。 ^{[疑わしい–議論する]}

一般的な物体力のその他の例としては、以下のものがあります。

• 重力、
• 物体全体に電荷を帯びた電気力は、
• 物体内の電流に作用する磁力、例えば渦電流から生じる制動力など、

架空の力（または慣性力）は、物体の力として考えることができます。一般的な慣性力は、

• 遠心力、
• コリオリの力、
• オイラー力（または横方向の力）は、回転基準フレームの回転速度が変化する場合に発生します。

しかし、架空の力は実際には力ではありません。むしろ、ニュートンの第 2 法則が加速基準系で定式化されたときの修正です。(重力も、一般相対性理論の文脈では架空の力と見なすことができます。)

物体力密度は、その体積積分（対象体積全体にわたって）が物体全体に作用する全力を与えるように定義されます。

${\displaystyle \mathbf {F} _{\mathrm {body} }=\int \limits _{V}\mathbf {f} (\mathbf {r} )\mathrm {d} V\,,}$

ここで、d V は無限小 体積要素であり、f はシステムに作用する 外部の体積力密度場です。

他の力と同様に、物体力は物体を加速させます。非剛体物体の場合、ニュートンの第2法則を小さな体積要素に適用すると、

${\displaystyle \mathbf {f} (\mathbf {r} )=\rho (\mathbf {r} )\mathbf {a} (\mathbf {r} )}$、

ここで、ρ ( r ) は物質の質量密度、 ƒ は力の密度、a ( r ) は加速度であり、すべて点rにおける値です。

惑星表面の重力場にある物体の場合、 a ( r ) はほぼ一定 ( g ) で均一です。地球の近くでは

${\displaystyle g=9.81{\text{ }}\mathrm {ms} ^{-2}}$。

この場合は単純に

${\displaystyle \mathbf {F} _{\mathrm {body} }=\int \limits _{V}\rho (\mathbf {r} )\mathbf {g} \mathrm {d} V=\int \limits _{V}\rho (\mathbf {r} )\mathrm {d} V\cdot \mathbf {g} =m\mathbf {g} }$

ここで、m は物体の質量です。

• 遠隔操作
• 架空の力
• 力密度
• 非接触力
• 法線力
• 表面力