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科里奥利效应是什么?

发表于 2022-3-3 17:49:26
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物理学中的科里奥利效应或科里奥利力是指惯性作用于相对于旋转参考系运动的物体的力。例如,如果参考系顺时针旋转,则科里奥利力将作用于与物体运动相反的方向。类似地,如果参考系逆时针或逆时针旋转,力也将作用在相反的方向。科里奥利效应是由于地球绕其轴自转造成的物体明显偏转。19 世纪,法国科学家和工程师加斯帕德-古斯塔夫·德·科里奥利 (Gaspard-Gustave de Coriolis) 在 1835 年发现了这种效应,并在水轮理论中使用了数学表达式。这位法国科学家解释说,物体在任何旋转曲面上方的路径相对于该表面上的物体。该效果取名为加斯帕德·科里奥利。20 世纪科里奥利效应和科里奥利力这两个术语的使用与气象学有关。

科里奥利效应的原因
科里奥利效应的主要原因是地球的自转。地球以逆时针方向绕其轴旋转,导致在其上方移动的任何物体发生偏转。地球自转的速度随着纬度的增加而降低,从而增加了科里奥利效应。这句话意味着赤道的旋转比靠近两极的点要快。赤道处的物体不会发生偏转,但在任何方向向两极移动都会增加偏转。Eotvos 效应也是科里奥利效应的一个组成部分,这意味着由于向西或向东的速度会改变离心加速度,因此存在可观察到的重力。

科里奥利效应的影响
科里奥利效应对天气、风和洋流运动有影响。气象部门使用的天气模式是地球自转的结果。由于科里奥利效应,南半球的风暴以顺时针方向旋转,而在北半球,风暴以逆时针方向旋转。全球风也受到科里奥利效应的影响。在北半球和南半球,风从西向东斜吹,分别位于副热带高压上方和下方。北半球的风向向右弯曲,而在南半球,偏转向左。这两种影响都导致西风向两极移动。飞机也会经历科里奥利效应,飞行员需要定期修正航线以避免降落在不同的目的地。科里奥利效应对于绘制远程导弹的轨迹以达到预期目标至关重要。

其他领域的应用
质量流量计使用科里奥利效应来测量流体的密度和通过管道的质量流量。管子振动提供了一个旋转的参考系,尽管不是完全圆形的,这会导致科里奥利效应。使用科里奥利效应的其他领域包括分子物理学、苍蝇和一些飞蛾中的昆虫飞行、天文学中的拉格朗日点稳定性和陀螺进动。

科里奥利效应神话
一些电影和电视节目,例如《婚礼破坏者》、《极地对极》以及《辛普森一家》和《X 档案》中的剧集,声称南北半球的厕所和浴缸的排水方式不同。这种说法是一个神话,其中没有任何真理。科里奥利效应不能确定水沿着马桶或其他排水系统盘旋的方向。浴室排水管的形状控制着方向。

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