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1、第卷第期江西师范人学学报’然科学版年月!∀!∀#∃%!&∋地转偏向力的探讨赵树森刘自清地理系,,。,物体在地球上运动时都会受到地转偏向力的作用使其偏离运动的方向如在北半球,,,,,河流冲刷右岸洋流右偏自由落体东偏气流在高低压中旋转锋面倾斜台风路径的偏向,,,,,西北人造卫星起飞的西偏火车右轨耗损大物体东西运动重量的改变射击的右偏等等,,,,这些地转效应多数都是自然地理学中的问题因此地转偏向力在地学中是十分重要的。,、、、,,只问题但在现有教材中如地概地貌水文气象等都未能讲完全是提到水平
2、运动,,产生的水平地转偏向力而对水平运动产生的铅直地转偏向力以及铅直运动产生的水平地转偏向力。,,,都未讲既便是提到的问题也未能从数学的量和物理的概念来解释透彻为此我们结合多年教学实践,谈淡对这个问题的认识科氏力。科氏力是法国数学家兼工程师科里奥利所发现即当物体在与轴垂直旋转,,的园盘上发生相对运动时物体受到的力科氏力的导出,,,,。如物体位于点假设园盘与轴垂直且以角速度逆时针旋转转动线速度为巧物,,、体以速度向点运动经△秒后点已分别转到月’、’,“,·位置而物体却落到位置落后的距离为万龟见图,根据弧长与半径和园心角的关系则得到,
3、“一月‘“·口…才”一一·△,夕。·△‘,“一犷·△·。·△一·△二,根据初速为零的加速度路程公式得到‘即一△’甲,·图·科氏力△足够短时则了即一。“,,。式中科氏加速度厂物体相对运动速度角速度如物体质量以,,表示科氏力以表示则一“一臼厂一一文稿收到日期江西师范大学学报自然科学版年,,如物体是单位质量时科氏力用表示则二。或月答犷苏科氏力的方向,,以右手的掌心向着角速度向量方向四指尖指向物体运动方向则母指指尖即为地转偏向力的方向见图
4、地转偏向力物体在地球上,,,发生相对运动时物体受到的力称为地转偏向力,地转偏向力与科氏力很相似但不完全相同因为科氏力发生在与轴垂直的平面上而地转偏向力发生在与轴不垂直的球面上因此科氏力是特殊条件下也就是极点的地转偏向力图科氏力方向的确定地转偏向力的导出为了从科氏力中导出各方向洛纬度的地转偏向力,在地表任一点纬度为尹建立空间,正向天顶为直角坐标系东为北为轴正向轴正向并将科氏力矛一萨苏看成空间直角坐标系中的空间地转偏向力则矛、萨、亩在、、,、、、、、轴上的投影分别为厂口、、,、。山、,。,。,口
5、且二二尹。’尹,根据科氏力物体相对运动速度犷和园盘转动。的关系,则得到的角速度犷甲、月一一。甲、、一犷。一一山甲、中“一”,表示坐标轴与地转偏向力相反下同,,即也可以根据科氏力用矢积公式来求得叭卜今一今一、义。一图标准坐标系山口贰苏花为单位矢量、口口甲月一二甲一,、、注二。。。一。甲了升升、月。一山犷。尹,
6、写成标,“”,将上式量且注下标即第期赵树森等地转偏向力的探讨、,西几北臼,钉北厂东‘,互山沪甲月西山。上下一东甲西东犷上下。甲、“”,,南北式中的下标是按顺序对应的如西东与就是代表向南运动厂南西北东二产生向西的地转偏向力向北运动产生向东的地转偏向力,从以上四个公式中可以看出南北,‘南北向水平运动产生东西向水平地转偏向力西东,东西向水平运动东西既产生南北向水平地转偏向力月南北也产生上下铅直地转偏向力上下,上下铅直
7、运动上下产生东西向水平地转偏向力月西东地转偏向力产生的原因,从三个运动方向用物理概念来分析南北向水平运动,产生的地转偏向力,地球上不同纬圈线速度不同因此物体沿径圈南北运,,动时受到的惯性不同所以会发生偏斜如物体从惯性,,小的点向惯性大的点运动时将会落到目标的后边,也就是西边相反由向运动则将落到目标东边见图东西向水平运动产生的地转偏向力,,物体相对地球静止时受到的引力和离心力不因为地,因此可分
