欢迎访问喜蛋文章网
你的位置:首页 > 经典文章 > 文章正文

在多长的运动距离上就能看出科里奥力的影响了

时间: 2023-01-10 18:01:31 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 110次

在多长的运动距离上就能看出科里奥力的影响了

科里奥利效应对狙击目标的影响?

影响基本没有....其实可以忽略不计....给你一个例子....
已知,地球半径大约R=6400KM
地球h=24小时转一圈
射击方向:赤道→两极
偏差1mm
其他偏差不计
弹头速度V=500m/s(当然这是不可能的,这只是平衡粗大误差取的平均值)
求:射击距离L
解:v=R*2π/h/60/60=465.42m/s
465.42∫(1-cos(t/12800))=0.001
计算得:t=57.30s(飞行57.3秒!不管你信不信反正我不信)
L=V*t=500*57.3=28.65km

以上计算由于不知道弹头在空气中的速度衰减,所以按照没有阻力计算,再排除由于弹道高损失的引力势能,不然,我可不认为什么子弹能以500m/s飞57.3秒。
粗略估算结果就是:1mm的科里奥利效应产生的偏差需要的射击距离为28.65公里
但是多次计算后发现:子弹的速度未突破天际的条件下,弹头速度对t的影响不大,只影响了L的值。因为,这点射击距离对于地球半径来说实在可以忽略不计。
如有错误....请指出.....大家共同参考...共同进步......
如果一个物体是静止的,或者相对于某一固定点作恒速 运动,那么,在这个物体上运动是不会出现什么问题的。如果你想从物体一端的A点沿着一条直线走到另一端的B点, 你在走的过程中不会感到有任何困难。
  但是,如果一个物体的不同部分以不同的速度运动,那 么,情况就大不一样了,假定有一个旋转游戏台或者任何一 个绕其中心旋转的平台。整个平台的整体在旋转,但在中心附近的一点出一个小圈,因而在缓慢地运动,而靠近外缘 的一点则画出一个大圈,因而在快速地运动。
  假定你站在中心附近的那个点上,想要直接从中心出发 的一条直线上走向靠近外缘的那个点。在中心附近的出发点 上,你取得了该点的速度,缓慢地运动。但是,当你向外走 时,惯性效应使你保持缓慢运动,不过,当你越往外走的时候,你脚下的台面转动得越快:你本身的慢速和台面的快速的结合,使你觉得你在被推向与旋转运动相反的那个方向去。 如果旋转游戏台是在反时针方向转动,你就会发现,当你向 外走时,你的路线越来越明显地顺时针方向弯曲。 如果你从靠近外缘的一点出发向内行进,你就会保持着 出发点的快速运动,但你脚下的台面运动得越来越慢。因此, 你会觉得你在旋转方向上被越推越远。如果旋转游戏台是反 时针方向运动,那么,你的路线会再次越来越明显地顺时针 方向弯曲。
  如果你从靠近中心的一点出发,向靠近外缘的一点走去, 然后回头向靠近中心的一点走去,而且沿着阻力最小的路径 前进,你就会发现,你走的路径大体上是一个圆形。
  法国物理学家科里奥利于1835年第一次详细地研究 了这种现象,因此这种现象称为“科里奥利效应”。有时也 把它称为“科里奥利力”,但它并不真是一种力;它只不过 是惯性的结果。

科里奥利加速度的地球转动的影响

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? *讨论:上抛物体会落在抛出点吗? 地表的运动也一样受到科里奥利力的影响.从图2-18可以看出旋转导致运动偏向前进的右手方向.我们可以将速度分解以求得定量的结果: -2ω×(vθeθ+vjej)=2ω(vθeθ×k+vjej×k) =2ω(-vθcosθej+vjeρ) =2ωcosθ(-vθej+vjeθ) +2ωvjsinθer 式中径向项由于g项的存在可以忽略.前两项精确地显示了加速度指向运动方向的右手边.

根据漩涡旋转的方向就能分辨南北半球吗?什么是科里奥利效应?

说明:本文60%以上内容来自美国科普作家菲利普.普莱的科普书《这才是天文学》。

相信很多人都曾听过这样一个说法:受到地球自西向东旋转(科里奥利效应)的影响,北半球下水流旋涡总是沿着逆时针旋转,南半球下水流旋涡总是沿着顺时针旋转,因此可以根据水流漩涡的方向判断自己所处的位置是在南半球还是北半球。

在一些科普书、教科书、网页、电影、电视上,我们能看到大量这类信息。

那么,这个说法是对的吗?

2021年,CCTV2有一个节目《是真的吗?》曾对“仅仅根据下水漩涡旋转的方向就能分辨南北半球”这个问题做过求证,节目共有8位网友在8个南北半球城市做了水槽、浴缸下水漩涡旋转方向的实验。北半球城市有中国的北京、美国的哥伦比亚、俄罗斯的海参崴、加拿大的多伦多、意大利的马尔凯,南半球城市有安哥拉的罗安达、澳大利亚的墨尔本以及悉尼。

实验结果如下:

1、北半球城市中的北京、哥伦比亚、海参崴、多伦多下水漩涡逆时针旋转;

2、北半球城市中的多伦多、马尔凯实验中的下水漩涡顺时针旋转;

3、南半球城市中的罗安达、墨尔本下水漩涡顺时针旋转;

4、南半球城市中的悉尼下水漩涡逆时针旋转。

实验结果表明:仅仅根据下水漩涡的方向来判断南北半球是不对的。

而要搞清楚为什么无法通过下水漩涡方向判断南北半球这个问题,首先就需要理解什么是科里奥利效应。

为了方便大家的理解,下面我们举个例子对科里奥利效应进行说明:

我们都知道,地球每天都会绕着地轴自转,一天转一圈。想象你在赤道上,地球的自转带着你向东移动,一天之后,你在太空中画了一个大大的圆圈,这个圆圈的半径就是地球的半径。站在赤道上,也就意味着你一天之内经过 了约40000 千米的路程。

现在想象你站在北极点。一天之后, 你在北极点原地转了一 圈,但是实际上你并没有经过任何距离。所谓的北极点,是指地球自转轴与地表相交的那一点, 所以根据这个定义,站在北极点的你是不能像在赤道上一样“画圈”的。你只是在旋转,并没有向东移动。

如果从赤道向北移动,你会发现向东移动的速度减慢了。站在赤道的时候,你向东移动的速度大概是1670千米/小时( 40000千米/24小时)。在武汉市,北纬30 的地方,你向东移动的速度大约在1446千米/小时( 1670*cos30 =1446千米/小时),而当你来到北纬40 的北京市,你向东移动的速度则变成1279千米/小时,你继续向北出发,当来到北纬60 的地方,你向东移动的速度则只有835千米/小时。如果你不畏严寒地来到位于北纬70 的地方,你向东移动的速度将更慢,只有571千米/小时。最后,你来到了北极点,完全不向东移动,你只是在原地转着小圈而已。

地球自转一圈的过程中,北纬30 的武汉绕着地轴CD旋转,旋转半径等于dB长度,dB=R*cos30 。

现在让我们假设你在北纬30 的武汉,想象有个人站在你正南方向的赤道上,他手里拿着一个球,向正北方向投掷,也就是直接朝你投掷。在这个棒球向北飞行的过程中,它向东运动的速率相对于地面来说逐渐增加。相对于你来说,这个棒球在到达你的所在地的时候,向东运动的速度差不多为1670 - 1446=214千米/小时。虽然这个棒球是对准你投掷的,但是它的实际落点会和你有好长一段距离!等这个棒球到达你所在的纬度的时候,它会远远地落在你的东边。

这就是为什么炮弹在向南或向北飞的时候会偏离发射方向。炮弹离北炮膛时,有一个向东移动的初始速度。但是如果炮弹是朝北发射的,以地面为参照物,炮弹向东移动的速度比它的发射目标向东移动的速度要快,因此,炮手们在开炮的时候需要瞄准偏西一点的位置。如果要向南开炮的话,也是一样,以地面为参照物,炮弹向东移动的速度要比它的发射目标向东移动的速度慢、所以炮手们开炮的时候,需要瞄准偏东的位置。

以我们上面那个例子来说,因为涉及的距离很远,时间很长,因此科里奥利效应将会体现得很明显。而在现实生活中,科里奥利效应几乎不可察觉。让我们假设你开着一辆 汽车 以 100千米/时的速度向北行驶。在科里奥利效应的作用下,每秒钟将会偏离正北方向约3毫米。在连续不停开一小时车之后,你一共偏离了正北方向也不过10米。如此微小的变化,你根本不可能注意到。

然而,科里奥利效应还是存在的。虽然几乎难以察觉,但若是经过长距离和长时间的累积,就会变得明显。在合适的情况下,偏移的距离可以说是相当巨大的。

我们知道在北半球太平洋区域,夏季特别容易形成台风,而台风的形成也和科里奥利效应有关。

夏季,北半球处于夏季,太平洋区域的空气被加热膨胀往上升,空气密度下降,压强减小,于是产生低压区域。在大气层中,一处低气压的区域就好比一个吸尘器,会吸引四周的空气。

让我们来举个简单的例子,我们身处北半球,假设高气压区域的空气被低气压区域虹吸,空气向低压区域流动的方向不是朝着正南,就是朝着正北。相对于前面说到的那个低气压区域来说,从南边过来的空气向东移动的速度要比该区域空气向东移动的速度快,此时空气向东偏移。从北边过来的空气向东移动的速度比该区域空气向东移动的速度慢,此时空气向西偏移。两个方向的空气偏移叠加起来,形成了一个以该低气压区域为心的逆时针方向旋转的漩涡。这个气象系统就被称为气旋系统。

对于南半球来说,这一现象是反过来的。南半球的低气压区域会形成顺时针方向旋转的漩涡,因为从北方来的空气向东运动的速度更快,从南方来的空气向东运动的速度更慢。南半球的空气漩涡方向和北半球相反,这一系统则被称为反气旋系统。

如果这一系统持续的时间足够长,达到几天或者几周,它蕴含的能量能够增至巨量。温暖的海水源源不断地把更多的能量带入系统,让它变得越发强盛。系统中,空气越靠近中心区域就流动得越快,就像花样滑冰运动员收紧胳膊就会旋转得更快一样。如果风能够获得足够的能量,达到每小时100千米甚至以上的速度,飓风就诞生了( 如果是在太平洋区域的话,就是台风)"。

正如我们在上文已经说过的,只有在距离足够远、时间足够长的情况下,科里奥利效应才能够累积成一个明显的现象。哪怕是全世界最奢华的浴缸,也要放大数千倍才能够观察到科里奥利效应,正常浴缸里的水很快就会流光,根本没有时间让科里奥利效应呈现。我们可以从数学上证明,你浴缸里的水随机地运动都要比科里奥利效应影响下的运动强度大好几千倍,也就是说,任何随机方向的漩涡都可以轻松地盖过科里奥利效应。如果你浴缸的下水总是朝着一个方向旋转, 那么浴缸的具体形状在其中产生的作用要比地球自转在此处起到的作用多得多。

梦想当物理学家的执着人士已经用家用洗手池做过相关实验了。他们发现,普通的洗手池中的水需要静置超过三周,随机产生的水流才会逐渐消失,使得科里奥利现象被人们所观察到。不仅如此,他们还不得不让洗手池一滴一滴地往外排水,为了让科里奥利效应有足够的时间慢慢积少成多。而你在家里洗手池中洗娇贵衣物时,恐怕看不到科里奥利现象。

对于你家的马桶来说,也是一样的。一想到这事我就觉得好笑:事实上,让水流旋转是马桶专门设计出的功能。这样的设计能够让那些——呃,怎么说呢——不肯被轻易冲走的东西更容易被冲走。抽水马桶里的水在通过管道注入马桶的时候是有一定角度的,所以它总是朝同一个方向冲!如果我把我的马桶从墙上拆下来,抱着它飞到澳大利亚,它的下水方向也不会发生任何变化!

所以,将科里奥利效应曲解为某种可以作用在小范围内的效应是个贻害无穷的谎言。

好了,这一讲就到这了。

通俗详细地讲解一下科里奥利力

通俗的来龙去脉?怎么用右手螺旋定则判断?公式2mΩ*V是怎么回事?又怎么变成了地转偏向力的2mvΩsinfai(纬度)?在台风中与气压梯度力结合起来那堆东西又是怎么回事?理科生需要掌握的基本知识是什么?

科里奥利力是以像地球一样的自身旋转的参考系(非惯性系)下,做直线运动的物体由于惯性,会保持原来的运动状态,在自身旋转的参考系下,好像受到一个外力,偏离了运动方向,这个假想的力就是科里奥利力。

F= -2mv'×ω,式中F为科里奥利力;m为质点的质量;v'为相对于转动参考系质点的运动速度(矢量);ω为旋转体系的角速度(矢量);×表示两个向量的外积符号(v'×ω:大小等于v'的大小乘以ω的大小再乘以两矢量夹角的正弦值,方向满足右手螺旋定则)。如图:

地转偏向力中ω、v两矢量夹角等于纬度。

在台风中与气压梯度力结合起来是科里奥利力的实际应用。如图

理科生需要掌握的基本知识是科里奥利力的公式以及应用即可。

望采纳

科里奥利力是以牛顿力学为基础的。1835年,法国气象学家科里奥利提出,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。

引入科里奥利力之后,人们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。

由于人类生活的地球本身就是一个巨大的旋转体系,因而科里奥利力很快在流体运动领域取得了成功的应用。

扩展资料:

科里奥利力实际上是不存在的,是由于人处在转动系中时所认为的匀速直线运动与惯性系中的匀速直线运动不同所致。

对于转动系中的人来说,匀速直线运动是指物体相对于转盘的速度不变的运动。而对于在惯性系中的人来说,匀速直线运动是指相对地面速度不变的运动。

于是可以通过按照两个参考系的匀速直线运动的标准分别计算极短时间dt内的位移,然后再在转动系中分析这两个位移的差异,进而求出科里奥利力。

参考资料来源:百度百科—科里奥利力

科里奥利力是在旋转非惯性系中的假想力,并非实际存在。(某些情况下地球不能被看做惯性系,此时可以将太阳看做惯性系)公式是由牛顿运动定律和求导推算出来的旋转非惯性系假想力中的一项。所谓右手螺旋定则其实就是表达式中的叉乘一项为确定方向需要用到的。你可以学一点求导然后自己推到试一试,有点难度但是推导完会非常舒畅。
F= -2mω×v'
叉乘,又称矢量乘,外积。c=aXb 大小c=absin夹角, 方向右手螺旋定则。这地偏力的计算要一定数学、物理、地理基础哈。
产生科氏力的原因是,纬度不同线速度不同而产生的。
科氏力 f=-2mv X ω. 这是矢量乘。 ω是地球自转角速度矢量,方向用右手螺旋定则,指向北极。v为相对地球的物体运动方向。 科氏力在北半球总是在v的右侧方向。这就是右偏的原因。
文章标题: 在多长的运动距离上就能看出科里奥力的影响了
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/jingdianwenzhang/161237.html

[在多长的运动距离上就能看出科里奥力的影响了] 相关文章推荐:

    Top