科裏奧利力:地球自轉產生的慣性力
[科裏奧利力(英語:Coriolis Force)或科氏力,是對旋轉體系中進行運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生偏移的現象的表述。](地轉偏向力)
科裏奧利力的發現與公式


1835 年,科裏奧利提出科裏奧利力,公式為:
**Fc = -2 * m * ω x v**
其中:
- Fc 為科裏奧利力(向量)
- m 為質點質量(標量)
- ω 為旋轉體系的角速度(向量)
- v 為質點相對於旋轉體系的運動速度(向量)
- x 為外積符號
科裏奧利力的方向
科裏奧利力的方向由右手法則確定,與速度方向垂直。
科裏奧利力的分類
1. 實質科裏奧利力
當質點相對於旋轉參考系做慣性運動時,從旋轉參考系來看,不存在科裏奧利力;但從慣性參考系來看,質點在做非慣性運動,存在由旋轉物體或其他力所施加的實質科裏奧利力。
2. 虛擬科裏奧利力
當質點相對於慣性參考系做慣性運動時,從慣性參考系來看,不存在科裏奧利力;但從旋轉參考系來看,質點在做非慣性運動,此科裏奧利力僅為旋轉參考系運動所產生的現象性力。
地轉偏向力:科裏奧利力的在地球表面分力
地球自轉的科裏奧利力在沿地球表面方向的分力稱為地轉偏向力。
地轉偏向力 | 地轉效應 |
---|---|
北半球 | 物體運動向右偏轉 |
南半球 | 物體運動向左偏轉 |
科裏奧利力與地轉偏向力的影響
科裏奧利力和地轉偏向力影響地球上的各種現象,例如:
- 風向偏轉:北半球風向向右偏轉,南半球風向向左偏轉。
- 河流侵蝕:北半球河流右側侵蝕較強,南半球河流左側侵蝕較強。
偏向力
偏向力是一種作用於運動物體上的外力,與運動方向垂直,導致物體改變運動軌跡。偏向力是影響物體運動的重要因素,存在於各種場合和系統中。
偏向力類型
類型 | 描述 |
---|---|
科裏奧利力 | 地球自轉產生的慣性力,導致北半球物體向右偏轉,南半球物體向左偏轉。 |
離心力 | 物體繞圓弧運動時向外產生的一種慣性力,與科裏奧利力大小相等,方向相反。 |
重力 | 地球對物體的引力,導致物體垂直向下運動。 |
電磁力 | 電荷或磁場的作用力,導致帶電或磁性物體移動。 |
浮力 | 液體或氣體對浸入其中的物體產生的向上力,與重力大小相等,方向相反。 |
偏向力的影響
偏向力對物體運動的影響取決於其大小和方向。以下是常見的影響:
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地球偏轉力
地轉偏向力(物理、地理學術語)
- 改變運動軌跡:偏向力會導致物體偏離原來的直線運動軌跡,形成圓形、橢圓形或其他彎曲的軌跡。
- 加快或減慢運動:偏向力可以使物體加速或減速,具體取決於力的方向和大小。
- 改變運動方向:偏向力可以使物體改變運動方向,使其向垂直於運動方向的另一側偏轉。
- 產生旋轉:偏向力可以使物體產生旋轉,特別是對於非對稱形狀的物體。
偏向力的應用
偏向力在各種科學和工程領域都有著重要的應用:
- 氣象學:科裏奧利力影響大氣環流,導致龍捲風、颶風等天氣現象。
- 航海:科裏奧利力影響船舶航行,需要考慮偏向力對航向的影響。
- 太空探索:離心力用於將航天器發射到軌道,而科裏奧利力影響航天器的姿態控制。
- 物理學:偏向力可以用於研究物體運動的力學,例如擺動運動和彈簧振動。
- 工程學:偏向力考慮在橋樑、建築物和機械繫統的設計中,以確保其穩定性和安全性。