生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中科里奥利效应.doc

生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中科里奥利效应.doc1
物理论文
生活中的惯性力，科里奥利力，
举例说明自然界中的科里奥利效应
摘要：本文通过举例介绍了惯性力及科里奥利力的相关概念，列举了自然界中的科里奥利 效应。
关键字：惯性力科里奥利力 科里奥利效应
1、引言
牛顿运动定律一直被人们广泛应用，其在动力学中有着不可撼动的地位，然而它只 适用于惯性系。在非惯性系中，牛顿运动定律并不适用。为了在非惯性系中方便的解决 力学问题，人们假象在该体系中，除了相互作用所引起的力之外还受到一种由于非惯性 系而引起的力一一惯性力。 惯性力的引入使牛顿运动定律仍然可以在非惯性系中被用来 解决力学问题。同样的，人们在旋转体系中引入了科里奥利力，使得可以像处理惯性系 中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程，大大简化了旋系的处理方式。
2、惯性力
惯性力 是指当物体加 速时，惯性会使 物体有保持原有 运动状态的倾 向，若是 以该物体为坐标原点， 看起来就仿佛有一股方向相反的力作用在该物体上，因此 称之为惯性力。因为惯 性力实际上并不 存在，实际存 在的只有原本将 该物体加速 的力，因此惯性力又称为假想力。
例如，设想有一静止的火车，车 厢内一光滑桌子上放有一个小 球，小球静止；
现在火车开始加速启动，在地面上的人（显然他选用了一个惯性参考系一一地 面）
看来，小球并没有运动， 但是在火车上的人看来， 小球沿着与火车运动方向 相反的方向在运动，且加 速度和火车的加速度大小 相等，方向相反（如图）。
以火车为参考系，小球处 于一个非惯性系中， 我们引入一个惯性力 这样就可以从形式上 火车上的人观察到 象。这只是为了能在非
研究问题，事实】 上惯性是物
于是
F*，
解释
的现
惯性系里面运用牛顿运动定律
3、
体本身的性质，而不是力。
科里奥利力
旋转体系中质点的直线运动科里奥利力是以牛 在某圆盘中扔 出小球，若圆盘静止， 人B可接到
度转动转动， A扔出的球可到达 B'点，B接不到
顿力学为基础的。 例如，一人A
A扔出的球； 若圆盘以一定角速
A扔出的球（如图）。
为了描 述旋转体系的 运动，需要在运 动方程中引入一 个假想的力， 这就是科 里奥利力（图中 Fc）。在旋转体系中进行直线 运动的质点，由于惯性，有沿著原
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有运动 方向继续运动的 趋势，但是由于 运动之 后，体系中质点 的位置会有所变 体系本身是旋 转的，在经历了 一段时间的 化，而它原有 的运动趋势的方 向，如果以
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旋转体系的视角 去观察，就会发 生一定程度的偏 离。
如上图所 示，当一个质点 相对于惯性系做 直线运动时，相 对于旋转体系， 其轨迹是一条曲 线。立足于旋转
体系，我们认 为有一个力驱使质点运动轨迹形 成曲线，这就是科里奥利力。
根据牛顿力学的理论，以旋转体系为 参照系，这种质 点的直线运动偏离原有 方向的 倾向被归结为一 个外加力的作用