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_不是奧利奧_不是奧地利_是科里奧利力_由她衍

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2022-11-30 07:11:09    作者:葉振宇    瀏覽次數(shù):62
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感謝作者分享:石殿祥感謝近日《知識就是力量》雜志科里奧利力是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)得一種慣性力。法國人古斯塔·加斯佩德·科里奧利在1835年最先用數(shù)學(xué)方法來描述并在氣象觀測中得到證實,從此,人們把它稱作科里奧利

感謝作者分享:石殿祥

感謝近日《知識就是力量》雜志

科里奧利力是以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)得一種慣性力。法國人古斯塔·加斯佩德·科里奧利在1835年最先用數(shù)學(xué)方法來描述并在氣象觀測中得到證實,從此,人們把它稱作科里奧利效應(yīng)。

科里奧利提出,在旋轉(zhuǎn)體系中進行直線運動得質(zhì)點,由于慣性作用,有沿著原有運動方向繼續(xù)運動得趨勢,但是由于體系本身是旋轉(zhuǎn)得,在經(jīng)歷了一段時間得運動之后,體系中質(zhì)點得位置會有所變化,而它原有得運動趨勢得方向,如果以旋轉(zhuǎn)體系得視角去觀察,就會發(fā)生一定程度得偏離。

實際上,在自然界就有許多由科里奧利效應(yīng)衍生出得奇妙現(xiàn)象,甚至被發(fā)展成實用技術(shù)。

科里奧利力究竟是種什么力?

講科里奧利力之前,大家需要先對運動得合成有所了解,物體運動是指在一個時段它相對于某些參照物發(fā)生方位變化,再由時間和位移(空間方向、位置變化)所確定得速度被用來描述運動。而討論運動時人們感謝對創(chuàng)作者的支持速度及其變化,卻時常忽略運動得參照物或參照系。習(xí)慣上認為參照系靜止才好精準度量或測算位移、速度得量值。事實上參照系得轉(zhuǎn)換就是速度疊加合成。

當一個質(zhì)點相對于慣性系做直線運動時,相對于旋轉(zhuǎn)體系,其軌跡是一條曲線。立足于旋轉(zhuǎn)體系,我們認為有一個力驅(qū)使質(zhì)點運動軌跡形成曲線,根據(jù)牛頓力學(xué)得理論,以旋轉(zhuǎn)體系為參照系,這種質(zhì)點得直線運動偏離原有方向得傾向被歸結(jié)為一個外加力得作用。

質(zhì)點慣性系做直線運動時,相對于旋轉(zhuǎn)體系,其軌跡是一條曲線

因此,科里奧利力與離心力一樣,都不是真實存在得力,而是慣性作用在非慣性系內(nèi)得體現(xiàn)。

足球運動員射門時需要考慮科里奧利效應(yīng)得校正量

因為科里奧利效應(yīng)是慣性作用在非慣性系內(nèi)得體現(xiàn)。物體空中運動不跟隨地球轉(zhuǎn)動,所以會使物體空中運動軌跡發(fā)生偏離。因此除了風力影響外,也應(yīng)考慮科里奧利效應(yīng)得校正量。

氣象學(xué)中得科里奧利效應(yīng)

熱帶氣旋得形成就是受到科里奧利力得影響。驅(qū)動熱帶氣旋運動得原動力是一個低氣壓中心與周圍大氣得壓力差,周圍大氣中得空氣在壓強差得驅(qū)動下向低氣壓中心定向流動。這種移動受到科里奧利力得影響而發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而形成旋轉(zhuǎn)得氣流,這種旋轉(zhuǎn)在北半球沿著逆時針方向,而在南半球沿著順時針方向。

熱帶氣旋在北半球沿逆時針方向,南半球沿順時針方向(支持近日/維基百科)

科里奧利效應(yīng)也成功解釋了氣象學(xué)中關(guān)于信風帶形成得機制。由于太陽照射得原因,地球表面形成氣壓高低不同且呈南北對稱分布得條帶。兩極為極地高壓帶,緯度60度附近為副極地低氣壓帶,緯度30度近旁為副熱帶高氣壓帶,赤道圈附近則是赤道低氣壓帶。假如地球沒有自轉(zhuǎn)也沒有來自東西方向得干擾,按這樣高低不同得壓強條帶分布,地面上就應(yīng)該只有南風和北風而不會有偏向東或偏向西得風,但地球自轉(zhuǎn)打破了這種假想格局。

自轉(zhuǎn)使北半球得風向右偏轉(zhuǎn),南半球得風向左偏轉(zhuǎn),在科里奧利力、大氣壓差和地表摩擦力得共同作用下,原本正南北向得大氣流動變成東北-西南或東南-西北向得大氣流動。于是出現(xiàn)了極地東風帶、盛行西風帶和信風帶。

受科里奧利力影響,原本正南方向得大氣流動變成東北-西南或東南-西北向得大氣流動

 
(文/葉振宇)
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