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柯氏力
鎖定
- 中文名
- 柯氏力
- 外文名
- Coriolis Force
- 性 質
- 一種慣性力
- 基 礎
- 牛頓力學
- 常見有關現象
- 水流旋渦、季風方向偏移、傅科擺
- 應 用
- 角速度測量、質量流量計
柯氏力簡介
在非慣性系中,物體除了受到各種真實力以外,還會受到各種慣性力,柯氏力就是由於物體轉動而產生的一種慣性力,是人為引進的一種虛構的力,實際上不存在,用於解釋運動物體由於座標轉動而產生的偏轉現象。
柯氏力基本推導
如圖《柯氏力推導》所示,一個質量為m的物體相對於慣性座標系的運動速度為
,該物體所在的座標系以角速度
相對於慣性座標系運動着,則相對於慣性座標系的加速度為
上式中的第一項為物體相對於所在旋轉座標系的加速度,第二項為柯氏加速度,第三項為向心加速度。
將加速度轉換為力,即柯氏力為
(負號的原因是從柯氏力的定義為一種慣性力而來)。
柯氏力常見有關現象
1)在北半球,澡盆泄水產生逆時針旋轉的水渦;在南半球,產生順時針旋轉的水渦;赤道上不產生水渦。
2)在雙線道四根鐵軌中的內側兩根鐵軌,總是比外側兩根鐵軌磨損得更厲害。
4)季風的方向在柯氏力的作用下會發生一定偏移。
柯氏力應用
1)質量流量傳感器:一種基於柯氏力的傳感器,可以實現質量流量的直接測量,同時也可以測量流體的密度。
[3]
2)角速度傳感器:利用柯氏力來測量物體旋轉的角速度信息,基本原理如下公式所示
式中:F為柯氏力,m為質量塊質量,
為相對速度,
為要測量的角速度。