科里奥利力物理学
科里奥利力物理学
Anonim

科里奥利力,也称为科里奥利效应,在古典力学中是一种惯性力,该惯性力由19世纪的法国工程数学家古斯塔夫·加斯帕德·科里奥利于1835年描述。科里奥利表明,如果要使用人体的普通牛顿运动定律,在旋转的参照系中,必须在运动方程中包含一个惯性力,该惯性力作用在身体运动方向的右侧,以使参照系逆时针旋转;而作用在左边的惯性力则用于顺时针旋转。

力学:科里奥利力

科里奥利力的是,在所有旋转框架运行的pseudoforce。设想它的一种方法是想象一个旋转

科里奥利力的作用是在旋转坐标系内移动的对象的路径的明显偏移。对象实际上并没有偏离其路径,但是由于坐标系统的运动,它看起来确实偏离了路径。

科里奥利效应在物体纵向移动的路径中最为明显。在地球上,沿着北-南路径或纵向线移动的物体将在北半球的右侧和南半球的左侧发生明显的偏转。造成这种现象的原因有两个:第一,地球向东旋转。第二,地球上一点的切线速度是纬度的函数(极点处的速度基本上为零,赤道处的速度达到最大值)。因此,如果从赤道上的某个点向北发射一门大炮,则该弹丸将降落在其应有的北向路径的东部。之所以会发生这种变化,是因为弹丸在赤道向东移动的速度快于其目标向北移动的速度。同样,如果武器是从北极向赤道发射的,则射弹将再次降落到其真实路径的右侧。在这种情况下,目标区域会在炮弹到达目标区域之前向东移动,因为其向东移动的速度更大。如果向任何方向发射弹丸,都会发生完全类似的位移。

因此,科里奥利挠度与物体的运动,地球的运动和纬度有关。因此,效果的大小由2νωsin given给出,其中ν是物体的速度,ω是地球的角速度,ϕ是纬度。

科里奥利效应在天体物理学和恒星动力学中具有重要意义,其中它是黑子旋转方向的控制因素。在地球科学,尤其是气象学,自然地质学和海洋学方面,它也具有重要意义,因为地球是旋转的参照系,并且地球表面的运动会受到所指示力的加速。因此,科里奥利力在大气动力学的研究中占主导地位,在大气动力学中它影响盛行的风和风暴的旋转,而在水圈中,它影响洋流的旋转。这也是弹道学中的重要考虑因素,特别是在航天器的发射和轨道运行中。在现代物理学中,当必须相对于移动参考系计算旋转电机中产生的瞬时电压时,在电动力学中就会出现类似于科里奥利力的量的应用:这种补偿称为Christoffel电压。