科氏加速度方向怎么判断

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简单而深入地理解该学科的核心概念。

科普|理论力学|科里奥利加速度

在理论力学的学习过程中,运动学部分有一个奇怪而突兀的概念——

科里奥利加速度(科里奥利加速度)

在我们遇到这个概念之前,感觉运动是有规律的,容易理解的,那就是:

绝对运动=牵连运动+相对运动

位移和速度都符合这个规律,即使牵连运动是平动,加速度也符合这个规律。

然而,当牵连运动是定轴转动时,奇怪的事情就发生了。看:

绝对加速度=牵连加速度+相对加速度+科里奥利加速度

太突兀了!

为什么打破了我们对科学公式的美感?

而且,它连一个合适的“名字”都没有。我盯着这个“科赫氏”,完全不明白是什么意思!

还要看它的大小:

它是牵连角速度和相对速度的外积的两倍。

科氏加速度方向怎么判断

从公式中看到一个线索:

科里奥利加速度是由牵连运动和相对运动的耦合引起的。(因为公式里有一个小E和一个小R)

进一步地:

在教科书中,科里奥利加速度将被推导如下:

摘自哈尔滨工业大学版理论力学

从这里可以看出,《2次》最初是分两部制作的。所以重点来了。它是怎么产生的?

这里,我们想象你走在一个大的旋转的圆盘上,行走(相对运动)速度是匀速的,圆盘的旋转(牵连运动)同样是匀速的。这是为了使二者不产生加速度,即ar=0,ae=0。

相对速度引发的加速度

你试着沿着圆盘的半径匀速向外走,你觉得你真的在匀速走吗?当然不是。因为你离圆心越来越远,你在旋转方向的切向速度也在增加。这部分速度变化是你的相对速度引起的,也就是wv。

牵连速度引发的加速度

你相对于圆盘走直线。但是由于圆盘的旋转,你实际上走出了一个奇妙的螺旋,强行改变了自己的速度方向。这部分速度方向改变引起另一部分加速度,大小同样是wv。

是否是感觉突然明白了?

科氏加速度解释许多神奇现象

你知道为什么北半球的河流右岸比左岸冲刷严重吗?你知道为什么北半球浴缸的水总是逆时针方向,南半球总是顺时针方向吗?知道了科里奥利加速度,这些都有答案了。

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