科里奥利力(可编辑修改word版)

关于傅科摆和地转偏向力——科里奥利力首先我们说相对于转动参照系沿某方向运动的物体速度为v 。

此速度可分解为v ⊥和v 其中cos v v α=是匀速运动不产生加速度，而sin v v α⊥=是有垂直于其运动方向的科里奥利加速度2sin 2a v v ωαω==⨯的，因此他必须受到与其运动方向垂直的外力的作用才能作此运动，否则物体将沿相反的方向作加速运动，犹如受到相反方向的力——科里奥利力=2f mv ω⨯科的作用一样，如下图所示。

对于相对于自转的地球表面运动的物体，如北半球的单摆，其纬度为α，悬线沿OZ ’方向，在没有其他外力作用时，其往返摆动的摆平面将以OZ ’为轴，沿着顺时针的方向转动。

致使摆锤在平面S 内运动，如下图所示：（在这里都涉及叉积的计算，所以本文打算另辟一段关于叉积的计算）设在某时刻，摆锤正以速度v 通过其平衡位置向东偏南θ角的方向运动，则由于受到科里奥利力——地转偏向力2f m v ω=⨯的作用而产生向右的加速度，为了计算此力，我们可选坐标系''''O x y z 。

这时v 可表达为：sin cos v v i v j θθ=+而地球自转的角速度可表达为cos sin i k ωωαωα=-+因此二者的叉积为：sin cos 0cos 0sin ij k v v v ωθθωαωα⨯=- sin cos sin sin cos cos v i v j v k ωαθωαθωαθ=-+其中沿竖直方向的分力不影响摆锤的旋转，而沿水平方向的两个分力为： (sin cos sin sin )sin (cos sin )f m v i v j mv i j ωαθωαθωαθθ=-=-水平其中cos sin i j θθ-是与v 垂直而右旋了90°的单位矢量。

由于摆锤的速度不断变化但f 水平的冲量方向始终不变。

当摆锤返回时，由于速度方向改变故其冲量方向也改变，故仍使摆平面顺时针旋转。

科里奥利力公式的简单推导与应用
科里奥利力公式是物理学中关于电力的一个重要公式。

它描述了两个电荷间的力的大小和方向之间的关系。

科里奥利力公式的一般形式为：
F = k * (q1 * q2) / r^2
其中，F是电荷q1和q2之间的电力，k是一个常数（称为电力常数），q1和q2是两个电荷的电荷量，r是它们之间的距离。

科里奥利力公式的应用十分广泛，它可以用来计算两个电荷之间的电力，也可以用来计算电势和电位差。

此外，科里奥利力公式还可以用来描述电场的分布情况，并且与电磁感应定律有关。

科里奥利力公式的推导可以通过电力和力之间的关系来完成。

假设两个电荷q1和q2之间的距离为r，那么它们之间的电力F就是：
F = q1 * E
其中，E是q1所处的电场强度。

根据电力的定义，可以知道E的大小为：
E = k * (q2 / r^2)
将E代入到上面的式子中，可以得到科里奥利力公式：
F = q1 * (k * (q2 / r^2)) = k * (q1 * q2) / r^2。

向心力、离心力与科里奥利力概念图示(2010-05-19 22:39:07)标签：物理离心力科里奥利力教育向心力、离心力与科里奥利力图示abada（张宏兵）它们是容易纠缠在一起的概念。

所谓惯性力，是在非惯性系中（典型的如圆盘参照系中），为了牛顿第二定律在此非惯性系中成立，而虚拟出的一种力，它能与实际力合成，造成在非惯性系中与在惯性系中一样也能用牛顿定律来解释质点的运动的情景。

word文档可编辑惯性力，可能是向心力（定义为径向指向圆心的力），也可能是离心力（定义为径向离开圆心的力），也可能是科里奥利力，等等。

一个力是向心力或离心力，与其是惯性力还是实际力无关，它们是两套独立的概念。

图1、绕地同步卫星（说明向心力和离心力概念）：word文档可编辑图2，地外天体（惯性力作为向心力）科里奥利力的定义：word文档可编辑转动圆盘系中的牛二定律：F(eff)= F + [ - m ω x (ω x r ) ] + [ - 2m ω x v ]其中F(eff)是效果力，ω是转盘在惯性系中的角速度矢量，r是质点在转动系中的位置矢量，v是质点在转动系中的线速度矢量。

方程右边第一项F是真实力，第二项是离心力，第三项是科里奥利力。

对于图2，惯性向心力的理论分解:那种情况下科里奥利力正好指向转盘圆心，而离心力背离圆心；但前者恰好是后者的2倍。

它们的差就是一个惯性向心力：2 m ω x (ω x r ) - m ω x (ω x r ) = m ω x (ω x r )word文档可编辑图三的转盘系里，最能反映科里奥利力的作用。

因为向心力（离心力）只能形成圆锥曲线运动，无以解释阿基米德螺线运动。

word文档可编辑此时科里奥利力恰好不指向圆心，与离心力不在一条直线上。

word文档可编辑word文档可编辑。

科里奥利力的公式科里奥利力这玩意儿，听起来挺玄乎，但在咱们的物理学世界里，它可是个相当重要的概念。

先来说说科里奥利力的公式，那就是：$F = -2m\omega \times v$ 。

这里的“$F$”就是科里奥利力，“$m$”是物体的质量，“$\omega$”是旋转体系的角速度，“$v$”则是物体在旋转体系中的速度。

我给您讲讲我曾经的一次有趣经历，来帮您更好地理解这个公式。

有一回啊，我去公园里散步，看到一个小朋友在玩旋转木马。

木马转得挺快，小朋友手里拿着个小玩具车在上面比划。

我就突然想到了科里奥利力。

您瞧，这旋转木马就好比是一个旋转体系，小朋友手里的玩具车速度一旦改变方向，就会受到类似科里奥利力的影响。

咱再回到这个公式。

“$-2m\omega \times v$”中的“$-2$”这个系数，可别小瞧它，它决定了力的大小和方向。

角速度“$\omega$”越大，科里奥利力也就越大。

就好比那个旋转木马转得越快，小朋友感受到的那种“奇怪的力”就越明显。

质量“$m$”也有影响。

想象一下，一个大铁球和一个小皮球在同样的旋转体系中以相同速度运动，大铁球受到的科里奥利力肯定更大，因为它质量大呀！速度“$v$”也不能忽视。

如果物体在旋转体系中的速度很快，那科里奥利力自然也跟着增强。

在地球上，科里奥利力的影响可不小。

比如大气环流、洋流运动，都有它的“功劳”。

咱们平时说的台风为啥会旋转，洋流为啥会有特定的走向，这里面都有科里奥利力在起作用。

举个例子，北半球的河流，由于科里奥利力的影响，右侧河岸受到的冲刷往往比左侧更厉害。

您想想，是不是挺神奇的？科里奥利力在生活中的应用也不少。

比如一些工业设备的设计，就得考虑到它的影响，不然可能会出问题。

总之，科里奥利力虽然看不见摸不着，但通过这个公式，咱们就能对它的作用和影响有个清晰的认识。

就像我在公园里看到的那个小朋友玩旋转木马的场景，看似简单的玩耍，背后却隐藏着这么有趣的物理原理。

科里奥利力的名词解释科里奥利力是一种在物理学中常被提及的现象，它是指自由流动的物体在旋转参考系中所受到的一种力。

科里奥利力最早由法国物理学家科里奥利（Gaspard-Coriolis）在19世纪提出，他的早期研究是关于流体，尤其是液体和气体的运动。

科里奥利观察到在旋转参考系中，流体在水平方向上受到的力会导致流体沿着曲线运动，而不仅是沿着直线运动。

他将这种力称为科里奥利力，并开始研究其对其他物体的影响。

科里奥利力的产生是由于旋转参考系中的非惯性力。

在非惯性参考系中，由于旋转的运动，物体的速度和方向都在不断变化。

科里奥利力作为一个视觉上看似恒定的力，是由于速度和方向变化的结果。

这一理论被广泛应用于天文学、地理学、天气预报、工程学等领域。

科里奥利力对大气和海洋运动的影响是十分显著的。

地球自转引起了科里奥利力的产生，这在地理学中被用来解释全球大气循环和洋流运动。

在北半球，自转导致科里奥利力的方向垂直于物体的速度且向右偏转；而在南半球，科里奥利力的方向则向左偏转。

这解释了为什么北半球的气旋会顺时针旋转，而南半球的气旋会逆时针旋转。

科里奥利力在天文学中也有重要的应用。

当观察者位于旋转的天体上时，科里奥利力会导致一种称为科里奥利效应的现象。

科里奥利效应的一个明显体现是在行星和卫星的表面上，看起来物体的运动路径会弯曲。

这是由于观察者自身所处的运动参考系的旋转所致。

此外，科里奥利力还在工程学和技术领域起到了重要作用。

例如，在旋转的机械设备中，科里奥利力会对物体的运动轨迹产生影响。

这往往需要工程师们进行合理的设计和调整，以保证设备的稳定运行。

尽管科里奥利力在物理学中有广泛的应用，但它并非是一个直观易理解的概念。

这是由于科里奥利力是与参考系中的运动相关的，并且在日常生活中我们很少接触到旋转参考系。

因此，理解科里奥利力需要对相对运动和非惯性参考系的概念有一定的认识。

总的来说，科里奥利力是旋转参考系中流动物体所受到的力的一种表现。

火炮巨无霸误差数公里——神奇的科里奥利力一战期间，德国为轰炸法国首都巴黎曾专门制造了一座超远程的“巴黎大炮”。

它的巨大炮筒有34米长、一米粗，炮身重达750吨，初速度达到1.7公里/秒。

但是，令人们感到奇怪的是，当德国军队从110公里外用巨型火炮轰击巴黎时，炮弹竟偏离了目标1.6多公里。

是瞄准出了问题吗？无论专家们怎么计算，仍旧无法解释这一问题。

那么，到底是什么原因使炮弹偏离目标这么远呢？从蚂蚁上磨盘说科里奥利力一只小蚂蚁爬上了一具停着不转的磨盘，发现磨盘的喂料口周围撒落着一些粮食颗粒，就高兴地扑上去，准备贮藏起来作为过冬的美食。

如果磨盘保持不动，那么蚂蚁在磨盘上的行动就跟在地面上没有什么不同。

然而，要是磨盘被人推着骨碌碌地转起来，那又给蚂蚁的行动带来什么影响呢？你可能会答：在转动磨盘上的蚂蚁，像在转弯的汽车上的人一样，要受到惯性离心力的作用，这种力企图把蚂蚁摔出磨盘去。

为了避免被摔出去，蚂蚁还得用力抓住磨盘表面，就像汽车转弯时乘客抓住扶手一样。

不过，只要蚂蚁一开始在磨盘上爬行，它就会同时受到另一种力的作用，而使它走不了直线，总是不由自主地往一侧偏转。

而且，当磨盘转动方向与钟表上的时针转动方向相反的时候，这股力向右，使爬行中的蚂蚁的走向不断往右偏转；而当磨盘转向为顺时针方向时，这股力向左，使爬行中的蚂蚁的走向不断往左偏转。

因为这种怪力是法国科学家科里奥利(1792～1843年)于1835年发现的，所以叫科里奥利力。

大炮打不准竟是怪力作祟当然，不只是转动的磨盘上能产生这种怪力，任何转动的物体上都能产生这种力。

当一个物体在作为参照系的转动着的另外一个物体上运动的时候，只要它的运动方向不是与参照系的转轴平行，它总是会受到科里奥利力的作用。

科里奥利力也是一种惯性力，但是与惯性离心力大不相同。

不论物体相对于转动参照系是运动还是静止，它都受到惯性离心力。

而科里奥利力只在物体相对于转动参照系运动的时候才出现，在物体相对于这个参照系静止的时候它就不存在了。

科里奥利力——让自然中的流体变得如此美妙科里奥利（Coriolis,Gustave Gaspard de，1792～1843）是法国物理学家。

1836年当选为法国科学院院士，1838年起在巴黎综合工科学校教授数学物理。

1835年，科里奥利在《物体系统相对运动方程》的论文中指出：如果物体在匀速转动的参考系中作相对运动，就有一种不同于通常离心力的惯性力作用于物体，并称这种力为复合离心力。

后人以他的名字将该复合离心力命名为“科里奥利力”。

※※科里奥利力※※科里奥利力简称“科氏力”，主要是由坐标系的转动与物体在动坐标系中的相对运动引起的，表达式为Fc=2mV ×ω。

其中，Fc为科氏力，m为运动物体质量，V为运动物体的矢量速度，ω为旋转体系的矢量角速度，×表示两个向量的叉乘。

从式中可看出，当物体运动方向与旋转轴方向平行时科氏力为零。

注：科氏力与离心力一样，都不是真实存在的力，而是惯性效应在非惯性系内(本文默认为旋转系统) 的体现。

也就是说，从惯性系的角度看，科氏力是不存在的。

※※科氏力方向※※在判断科氏力Fc方向前，需先判断角速度ω的矢量方向，两者都遵循右手螺旋法则。

因此，分为两个步骤：1、角速度方向：右手（除大拇指外）手指顺着转动的方向朝内弯曲，大拇指所指的方向即角速度的矢量方向。

2、科氏力方向：右手（除大拇指外）手指指向（非惯性系中）物体运动方向，再将四指绕向角速度方向，拇指所指方向即科里奥利力方向。

※※科氏力现象与应用※※1、柏而定律柏而定律，是自然地理中一条著名的、从实际观察总结出来的规律，即：北半球河流右岸比较陡峭，南半球则左岸比较陡峭。

以北半球为例，在地球自转（角速度ω）和河流流动（流动速度Vr）联合作用下，产生的科氏力Fc使河水涌向右岸（右手螺旋定则），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。