浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

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浅谈科里奥利力在自然界和人类生活中的影响

摘要:分析了科里奥利力的产生原理,并给出其计算公式。举例说明了科里奥利力在自然界及人类生活中的影响。并与地质学专业相联系,说明科里奥利力在地质

作用中可能的影响。旨在引导人们了解科里奥利力,从而更好地将其应用到实

际的生活生产中去,并继续研究探索,发现更多的奥秘。

关键词:科里奥利力、惯性力、偏转

0 引言

地球是一个转动的参照系,在地球表面或内部以某一速度运动的物体,如果其运动

方向与地轴转动方向不平行,则会受到科里奥利力(简称“科氏力”)的作用。科里奥利力在自然界以及人们的生活中都有着重要的影响以及应用。了解其原理有助于我们更好地利用它或减小它带来的不利影响。

1 原理分析

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,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。

运动物体在转动体系中受到的科里奥利力为:(示意图

如右)

其中为物体的质量,为小球相对于转动系的速度,为转盘旋转的角速度。

由于地球的旋转,在北半球物体运动会受到向右的科里奥利力,而在南半球则向左。

2 应用

不论是在自然界、生活中、或在军事等领域,科里奥利力在很多方面都扮演者重要的角色。

在自然界中:气流涡旋的形成便是空气在向气压中心运动时受到科里奥利力的作用偏离了直线运动轨迹,从而旋转着向低压中心运动,形成了涡旋。而在南北半球,由于受到科里奥利力作用方向不同,北半球是逆时针的,南半球则相反。在北半球河流由于受到科里奥利力的作用也会对右岸产生更强的侵蚀作用。

在生活中:由于科里奥利力的影响,北半球的双轨铁路由于右侧受到更大的压力,导致右轨的磨损程度明显大于左轨。同样,傅科摆也可以用科里奥利力来解释:傅科摆是科里奥利力在摆动中的表现。在北半球安置的傅科摆, 在每次摆动时均偏右, 致使摆动平面沿顺时针方向转动。在南半球则与之相反。

在军事中:由于竖直方向上的运动也会受到科里奥利力的作用,自由落体的物体落地点会偏东,而竖直上抛的物体则会偏西。因此在炮弹的投掷或发射中应当考虑到这一因素的影响。

次外,在地质构造运动中,科里奥利力也是有着一定影响的。例如:据前人研究,在断层错动中会产生科里奥利应力。而对于断层错动产生的科里奥利法向应力是否会影响到主震地震矩的释放,目前并没有定论。因此这也需要我们这些后继者继续努力,去做进一步的研究,发现更多的科学奥秘。

当然,科里奥利力对我们的影响并不仅仅局限于此,在更广阔的领域我们都能看到它的作用。也还有很多人们还不知道的需要我们不断探索研究,取得更多的发现。

3 结论

科里奥利力是一种在旋转参考系中的惯性力。它在我们的生活中无处不在,对我们的生活生产有着深远的影响。它的存在使得我们在很多方面都要去考虑它的作用。了解其作用原理将有利于我们更好地将其利用到实际的生活生产中。

参考文献:

[1] 吴新华,李宏伟.浅谈科里奥利力的影响及应用.河北北方学院学报(自然科学

版).2008,24(1):36-38.

[2] 徐水源.科里奥利力对竖直上抛物体运动的影响.黄石教育学院报.2004,21(4):67-71.

[3] 盛书中,万永革,田力.科里奥利力对断层作用的统计研究.中国地震.2009,25(3):256-264.

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