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力學 標題:科氏力
1:黃福坤 (研究所)張貼:2005-06-13 14:52:30:
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站在公車上 汽車突然轉彎時 身體由於慣性仍然往原本行進方向運動
因為汽車轉彎 使得人們以為受到力作用 被拉向汽車原本轉彎前方向
凡是處於加速座標系 如轉動中的汽車 或 地球的自轉 都是非慣性座標系
會誤以為受到 所謂 離心力或 科氏力的作用. 否則無法理解非慣性座標系內物體運動軌跡的變化
也就是說 處於非慣性座標系內 必須假想 有一個 [假想的力] 物體的運動才能符合牛頓運動的關係
然而對於 系統外 慣性座標的觀察者而言 假想力 是不存在的
正如 我們觀看洗衣機脫水時 衣服中的水是往切線方向 沿慣性飛出去
但是對於處於洗衣機內系統的觀察者 會以為受到離心力的作用 才外徑向方向飛出去

所以汽車突然轉彎時 對於車外的觀察者而言 科氏力或離心力 是不存在的
其實只是物體因為慣性 維持原本運動方向的趨勢使然

以下動畫 讓你分別從 地球外的座標(左半邊)與 地球內的座標(以科氏力去計算物體的軌跡) 兩者的結果一樣

按下播放時 左邊看到地球在自轉 右邊座標系與地球一起轉
動畫中北緯45度有六個地點 分別有向上與向下的紅色箭頭 表示該處物體的速度
表示同一地點分別有一往正北與正南發射的物體
左半邊速度會有切線分量 因為射出物體時 該物體會有和地球表面一樣的切線速度
按下發射後 物體會射出去 你會射往北邊的物體會往東偏 射往南邊的會往西偏
從地球外看 其實是因為南北的切線方向速度不一樣 因此造成落點的偏向
但是地球上的人以為受到科氏力的作用 因此偏向
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2:scottcheng (研究所)張貼:2005-09-14 18:43:23: [回應上一篇]

您好:

     這個軟體很好(若能模擬東西向的發射,那就更完美了).物體由南向北或由北向南運動,無論在太空(慣性座標)或地球上(加速座標),都可以得到很好的理解和觀察.但我尚有一些疑問:

Q1.當我們說"物體由南向北或由北向南發射",是表示物體沿著"經線"方向發射(在地球上觀察).這個陳述對嗎?

Q2.當我們說"物體由東向西或由西向東發射",是表示物體沿著"緯線"方向發射(在地球上觀察).這個陳述對嗎?

Q3.若Q2陳述為"是".  那麼如何解釋: ""物體在北半球向東運動時,將會向南偏;而在南半球的物體向東運動時,則會向北偏。反之,在北半球的物體向西運動時,則會向北偏;在南半球的物體向西運動時,則會向南偏"".

Q4.若Q2陳述為"非". 那麼如何定義 ""物體由東向西或由西向東發射"" 的方向?

Q5.Refer to http://hsu.as.ntu.edu.tw/cyber_course_II/chap6.htm .   圖6-9在北半球柯氏力使運動方向偏向右方 (圖片來源:Ahrens,p.224,Fig.9.22).  Q5:三架飛機分別在緯度=0,30,60度由西向東飛行,由圖看來,後兩架飛機(北緯30,60度)到目的地後的確偏南了. 但是它們如果反過來由東向西飛行,到目的地後也會偏南嗎?(看起來會). 當站在太空觀察時,這三架飛機飛行方向是不同的.但如果在地球上某一點觀察這三架飛機,它們會是同一個方向飛行嗎?

[ 這篇文章被編輯過: scottcheng 在 2005-09-14 18:59:32 ]

[ 這篇文章被編輯過: scottcheng 在 2005-09-16 12:59:20 ]
3:(國中)張貼:2010-02-04 22:43:19: [回應第1篇]
<P>在慣性座標系中的紅色箭頭方位是不是顛倒了?</P> <P>我自己做了個小實驗,往北和往南射的物體都會向西偏!</P> <P>所以我才會懷疑上圖左是否有錯∼∼</P> <P>&nbsp;</P>
4:黃福坤(研究所)張貼:2010-02-05 01:09:37: [回應上一篇]
科氏力是需要較大尺度才容易觀察到的現象
若你只是射紙飛機等 可能是紙飛機本身或射出方式等的因素

你可以詳細說明 你實驗的方式嗎?


5:(國中)張貼:2010-02-06 14:36:02: [回應第1篇]

我是在地球儀上,利用一個小東西(例如:小紙團)

物體由南向北行進在(北半球)地表之上,而地球也在同時由西向東轉。當物體落下時,發現其落點在其西方

大致上是如此,不知是否有錯或實驗方式不對∼所以請版主不吝賜教(PS:我才國中而已............)


6:黃福坤(研究所)張貼:2010-02-06 15:54:35: [回應上一篇]

依照你所描述的實驗方式
所測得的大多是源自 實驗誤差 而不是科氏力的結果

你的實驗高度為何?那樣的高度下計算你所處緯度的科氏力,
$\vec{a}_k=2 \vec{\omega}\times \vec{v}_r$ 參考維基 http://zh.wikipedia.org/wiki/科里奥利力
然後估計其可能造成的偏移.那樣的偏移是否能由實驗的精密度 測出來
先思考以上問題


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