地转偏向力的实质和形成原因(详细)
答案:6 悬赏:30 手机版
解决时间 2021-02-03 23:51
- 提问者网友:咪咪
- 2021-02-03 02:54
地转偏向力的实质和形成原因(详细)
最佳答案
- 五星知识达人网友:北城痞子
- 2021-02-03 03:26
实质是科里奥利力,至于科里奥利力的原理这里讲不清,建议看大学经典力学或理论力学均有介绍,或网上收一下pdf格式的电子书看下。以下计算仅供参考。
-----------------------------------------------------------------
两个参考系可以是相互旋转的,例如高速离心机开动时试管参考系和桌面参考系就是相对旋转的.试管中的颗粒沿试管作直线运动,而相对于桌面却是螺线运动,因此我们也需要旋转坐标系之间的变换.
考虑相对桌面S作转动的圆盘S′.如图2-17所示.设转动角速度ω为常矢量,指向垂直于盘面的z轴正方向,转动轴位于圆盘中心O′,桌面原点O与之重合.假定矢量A固定在S′上.注意到速度表示(2.2.10)式,dt时间内A的增量是
dA=A(t+ dt)- A(t)=(ω×A)dt
如果矢量同时相对于S′有一个增量dA′,则相对于S的增量将是
dA=(ω×A)dt+dA′于是我们有一般关系式:
或者写作符号等式:
显然,将位置矢量代入上式可得到速度的变换关系:
式中带撇的导数仅表示是在S′系中进行而已,而并不表示时间上有什么不同.这对于其它矢量也适用.比如,任意矢量可以用两个起自原点的矢量来代替.以上做法完全可以推广到3维情形.符号等式(2.7.2)是线性的(满足分配律).对于速度矢量,我们有
可见在S系中的观察者看来,加速度由3部分组成.第一项是S′系中的
加速度.当质点在S′系中静止时,第三项的意义就可以明显看出:
ω×(ω×r)=-(ω·ω)ρ (2.7.5)
即向心加速度.第二项称为科里奥利加速度(Coriolis acceleration),这一项只有当质点在S′系中运动时才有非零的值.*(2.7.4)式与平面极坐标中的加速度表示式(§1.5)是否一致?如果角速度不是常矢量,(2.7.3)式和(2.7.4)式是否正确?如不正确,应该怎样修改?
下面我们讨论地球转动的影响.自转着的地球取作S′系,一个“不转的”地球(平动框架)为S系.在地球参考系中,质点受到的重力加速度为
g=g0-2ω×v′-ω×(ω×r) (2.7.6)
我们知道
g0≈9.8m/s2
ω= 7.292 ×10-5rad/s
相比之下,惯性离心(centrifugal)项就小得多,
|ω×(ω×r)|≤ω2R≈3.39×10-2m/s2<<g0
这样将它合并到有效重力加速度中去,(2.7.6)式就可以写成
mg=mgeff- 2mω×v′ (2.7.7)
最后一项即为运动物体上的科里奥利“力”.需要注意的是,这一项完全是由坐标系变换而来的,或者说是由于旋转坐标系中的观察者的看法与平动坐标系中的不一样而产生的.通常我们可以说,科里奥利‘力’是运动学效应.*科里奥利力与纬度有关吗?南半球和北半球情况有区别吗?
根据(2.7.7)式可以对落体的偏向作出判断.粗略地说,落体的速度(零级近似)在-r方向.对于北半球,可以判定速度将偏向东方,也就是在-2mω× v′~ ωk ×er= ωej方向.所谓落体偏东就是指的这件事.如果从(2.7.6)式考虑,结果会如何呢?
-----------------------------------------------------------------
两个参考系可以是相互旋转的,例如高速离心机开动时试管参考系和桌面参考系就是相对旋转的.试管中的颗粒沿试管作直线运动,而相对于桌面却是螺线运动,因此我们也需要旋转坐标系之间的变换.
考虑相对桌面S作转动的圆盘S′.如图2-17所示.设转动角速度ω为常矢量,指向垂直于盘面的z轴正方向,转动轴位于圆盘中心O′,桌面原点O与之重合.假定矢量A固定在S′上.注意到速度表示(2.2.10)式,dt时间内A的增量是
dA=A(t+ dt)- A(t)=(ω×A)dt
如果矢量同时相对于S′有一个增量dA′,则相对于S的增量将是
dA=(ω×A)dt+dA′于是我们有一般关系式:
或者写作符号等式:
显然,将位置矢量代入上式可得到速度的变换关系:
式中带撇的导数仅表示是在S′系中进行而已,而并不表示时间上有什么不同.这对于其它矢量也适用.比如,任意矢量可以用两个起自原点的矢量来代替.以上做法完全可以推广到3维情形.符号等式(2.7.2)是线性的(满足分配律).对于速度矢量,我们有
可见在S系中的观察者看来,加速度由3部分组成.第一项是S′系中的
加速度.当质点在S′系中静止时,第三项的意义就可以明显看出:
ω×(ω×r)=-(ω·ω)ρ (2.7.5)
即向心加速度.第二项称为科里奥利加速度(Coriolis acceleration),这一项只有当质点在S′系中运动时才有非零的值.*(2.7.4)式与平面极坐标中的加速度表示式(§1.5)是否一致?如果角速度不是常矢量,(2.7.3)式和(2.7.4)式是否正确?如不正确,应该怎样修改?
下面我们讨论地球转动的影响.自转着的地球取作S′系,一个“不转的”地球(平动框架)为S系.在地球参考系中,质点受到的重力加速度为
g=g0-2ω×v′-ω×(ω×r) (2.7.6)
我们知道
g0≈9.8m/s2
ω= 7.292 ×10-5rad/s
相比之下,惯性离心(centrifugal)项就小得多,
|ω×(ω×r)|≤ω2R≈3.39×10-2m/s2<<g0
这样将它合并到有效重力加速度中去,(2.7.6)式就可以写成
mg=mgeff- 2mω×v′ (2.7.7)
最后一项即为运动物体上的科里奥利“力”.需要注意的是,这一项完全是由坐标系变换而来的,或者说是由于旋转坐标系中的观察者的看法与平动坐标系中的不一样而产生的.通常我们可以说,科里奥利‘力’是运动学效应.*科里奥利力与纬度有关吗?南半球和北半球情况有区别吗?
根据(2.7.7)式可以对落体的偏向作出判断.粗略地说,落体的速度(零级近似)在-r方向.对于北半球,可以判定速度将偏向东方,也就是在-2mω× v′~ ωk ×er= ωej方向.所谓落体偏东就是指的这件事.如果从(2.7.6)式考虑,结果会如何呢?
全部回答
- 1楼网友:深街酒徒
- 2021-02-03 10:44
地转偏向力,简称偏向力。它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变(水平运动)物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量。由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内,故只有垂直地转偏向力,而无水平地转偏向力。由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上,故只有水平地转偏向力,而无垂直地转偏向力。在赤道与极地之间的各纬度上,地平面绕着平行于地轴的轴旋转,轴与水平面有一定交角,既有绕平行于地平面旋转的分量,又有绕垂直于地平面旋转的分量,故既有垂直地转偏向力,也有水平地转偏向力。
原因简述如下:物体为保持水平惯性运动,经纬网因随地球自转而产生相对加速度。
原因简述如下:物体为保持水平惯性运动,经纬网因随地球自转而产生相对加速度。
- 2楼网友:低音帝王
- 2021-02-03 09:10
应该是因为圆周运动把...
偏向赤道..
我不知道..
这东西早忘了
偏向赤道..
我不知道..
这东西早忘了
- 3楼网友:舊物识亽
- 2021-02-03 07:53
地转偏向力的影响,就是地球自转带来的一种力
南极你伸出右手的食指就可以看到它是右偏的,北极就左手,左偏!我几是这样记得的!
南极你伸出右手的食指就可以看到它是右偏的,北极就左手,左偏!我几是这样记得的!
- 4楼网友:风格不统一
- 2021-02-03 06:30
地球自转
- 5楼网友:胯下狙击手
- 2021-02-03 04:56
由于地球自转而产生作用于运动空气的力,称为地转偏向力,简称偏向力。它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变(水平运动)物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量。由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内,故只有垂直地转偏向力,而无水平地转偏向力。由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上,故只有水平地转偏向力,而无垂直地转偏向力。在赤道与极地之间的各纬度上,地平面绕着平行于地轴的轴旋转,轴与水平面有一定交角,既有绕平行于地平面旋转的分量,又有绕垂直于地平面旋转的分量,故既有垂直地转偏向力,也有水平地转偏向力。
原因简述如下:物体为保持水平惯性运动,经纬网因随地球自转而产生相对加速度。
原因简述如下:物体为保持水平惯性运动,经纬网因随地球自转而产生相对加速度。
我要举报
如以上问答信息为低俗、色情、不良、暴力、侵权、涉及违法等信息,可以点下面链接进行举报!
大家都在看
推荐资讯