为什么会产生科氏加速度(本质)

为什么会产生科氏加速度(本质),第1张

物理上,“有力就产生加速度,相反有加速度就会有产生它的力”这句话,是在“惯性参照系”当中来说的。而科氏力(或科氏加速度)是在非惯性系当中的概念。所以它的本质上还是一种惯性力,是参照系本身施加给它的。 用2维的方式比较容易理解些。设想,你坐在一个圆盘上,但并不知道它在转动。这时有个球从圆心开始向外移动,并且圆盘和球之间无摩擦,这时从外面的参照系看球应该走直线,但是你坐在圆盘上看,球就在不断往一个方向弯了。这种感觉的本质就是——圆周运动不是惯性运动,因此在圆周运动的参照系下,就会出现这种明明没受力,却好像是受了力的感觉。 地球也是个做圆周运动的物体,因此你站在地球上,本身也是个非惯性系,但我们常把它当惯性系来考虑。这样当我们要精确研究一个物体在自由落体或其他运动时,就会发现它在往一边偏,这便是地球上的科氏加速度的由来。不过这个力(加速度)很小,一般计算中不考虑。

科氏加速度中的角度是速度和角速度的方向的夹角。

科氏加速度,是由科里奥利于1832年在研究水轮机转动时提出的,因而得名科里奥利加速度,简称科氏加速度。

科氏加速度是动参系的转动与动点相对动参系运动相互耦合引起的加速度,通俗的讲,就是地球是转动的非惯性参照系,科氏加速度就是在地球中研究物体时由物体相对于地球的运动产生的科氏加速度的方向垂直于角速度和相对速度,大小和相对速度矢量的大小成正比

以物理学家科里奥利名字命名的科氏加速度。

当你在选择的参照系自身在转动时,也就是说这个参照系是非惯性系并且自身有角速度w,相对于这个参照系以速度v运动的物体在考虑其加速度时需要额外考虑一个科氏加速度,a=2vw,注意这里的a,v,w均为向量,式中为向量的乘积,用右手螺旋定则来判断其方向。这个和惯性加速度有相同之处。

生活中很常见的例子便是地转偏向力,由于地球自身在转动,我们在选择地球为参照系时,运动的物体不可避免的会受到一个额外的科氏力,科氏力在沿地面方向的分量就是地转偏向力,只有两极与赤道除外,具体的说就是北半球向右,南半球向左,也就是为什么中国的大多数河流(自西向东流)的南岸被河水冲刷的要厉害些

科氏加速度等于牵连运动的角速度与相对速度的矢量积的两倍。

科氏加速度的出现是牵连运动是定轴转动时和相对速度之间互相影响的结果。

由上式就可以确定科氏加为0的情况:

牵连运动是平动的情况下,ω=0 ak=0;

相对速度vr=0   ak=0;

ω∥vr (sina=0)ak=0。

科氏加速度的角速度是自身角速度。科氏加速度是以物理学家科里奥利名字命名的科氏加速度。当在选择的参照系自身在转动时,也就是说这个参照系是非惯性系并且自身有角速度w,相对于这个参照系以速度v运动的物体在考虑其加速度时需要额外考虑一个科氏加速度。

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