
古典力学において、物体に作用する中心力とは、力の中心と呼ばれる点に向かう、あるいは力の中心から離れる方向に働く力のことである。 ここで、Fは力ベクトル、Fはスカラー値の力関数(その絶対値は力の大きさを表し、力が外向きの場合は正、力が内向きの場合は負)、rは位置ベクトル、|| r || はその長さ、は対応する単位ベクトルです。[ 1 ] : 93
すべての中心力場が保存的または球対称であるとは限りません。しかし、中心力が保存的であるのは、それが球対称であるか回転不変である場合のみです。[ 1 ]: 133-38球対称の中心力の例としては、クーロン力と重力があります。
保存力となる中心力は、常に位置エネルギーの負の勾配として表現できる。 (積分の上限は任意である。なぜなら、ポテンシャルは加法定数を除いて定義されているからである。)
保存場においては、全力学的エネルギー(運動エネルギーと位置エネルギー)は保存される。 (どこの導関数を表す時間に関して言えば、つまり速度は、は物体の慣性モーメントを表し、は角速度を表し、中心力場では角運動量も同様です。 なぜなら、力によって生じるトルクはゼロだからです。結果として、物体は角運動量ベクトルに垂直で原点を含む平面上を運動し、ケプラーの第2法則に従います。(角運動量がゼロの場合、物体は原点とそれを結ぶ線に沿って運動します。)
また、中心力の影響下で運動する物体は、ケプラーの第二法則に従うことも示せる。しかし、第一法則と第三法則は、ニュートンの万有引力の法則の逆二乗性質に依存しており、他の中心力に対しては一般には成り立たない。
保存的であることの結果として、これらの特定の中心力場は非回転的、つまり、原点を除いて回転はゼロである。
重力とクーロン力は、1/ r²にのみ比例する。負の力場にある物体(引力に対応して)ケプラーの惑星運動の法則に従う。
空間調和振動子の力場は中心にあり、rにのみ比例し、負の値をとる。
ベルトランの定理によれば、この2つは、そしては、すべての有界軌道が安定な閉軌道となる唯一の中心力場である。しかし、閉軌道を持つ他の力場も存在する。