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科氏力

2020-11-09



在体验过程中,我们通过转动摇杆,观察水流方向,了解科氏力的相关知识。

科氏力又称“科里奥利力”,科里奥利力来自于物体运动所具有的惯性。在旋转体系中进行直线运动的质点,由于惯性的作用,有沿着原有运动方向继续运动的趋势,但是由于体系本身是旋转的,在经历了一段时间的运动之后,体系中质点的位置会有所变化,而它原有的运动趋势的方向,如果以旋转体系的视角去观察,就会发生一定程度的偏离。

科里奥利力实际上是不存在的,是由于人处在转动系中时所认为的匀速直线运动与惯性系中的匀速直线运动不同所致。对于转动系中的人来说,匀速直线运动是指物体相对于转盘的速度不变的运动,而对于在惯性系中的人来说,匀速直线运动是指相对地面速度不变的运动。

科里奥利效应对在地球上运动的物体、气流和洋流的运动方向产生很大的影响,例如:

在地球科学领域,由于自转的存在,地球并非一个惯性系,而是一个转动参照系,因而地面上质点的运动会受到科里奥利力的影响,地转偏向力就是科里奥利力在沿地球表面方向的一个分力,地转偏向力有助于解释一些地理现象,以北半球为例,在地球自转和河流流动联合作用下,产生的科氏力使河水涌向右岸,在河岸的阻挡下,右岸的水体会比左岸高(河面越宽、水流越急则高出的高度越大),河水对右岸多出的压力使对右岸冲刷比左岸更严重,长期积累导致右岸比较陡峭。

生活中也可以看到很多有趣的现象:北半球的人鞋底的右侧往往比左侧先磨破,而南半球相反。北半球车子轮胎的右侧比左侧磨损的厉害,南半球则是左偏,在赤道上是不偏转的,到了两极地区则偏转的最厉害。