魔族种类大全:什么是地转偏向力

来源:百度文库 编辑:杭州交通信息网 时间:2024/04/29 13:23:58

地球自转所产生的效应很多,其中一个很重要的效应就是产生地转偏向力。地转偏向力产生的产生的条件有(1)地球在自转;(2)地面上的物体在水平方向有运动速度。 产生的现象是,当观察者面向运动方向时,北半球运动的物体向右偏;南半球运动的发报体向左偏;在赤道上运动的物体不偏转。随纬度的增高,偏转现象越来越明显。
物体运动方向为什么会向右或向左偏转呢?我们可以作一个粗略的定性分析。沿地表作水平运动的物体,由于惯性的作用,总是力图保持原来的方向和速度。例如,在北半球,质点向北沿经线取A1B1方向作水平运动,经 过一定时间后,经线L1转至L2的位置。沿经线方向运动的质点,由于惯性,必然保持原来的方向和速度,取A2B2的方向前进。这时在L2位置上的人盾来,运动质点已经离经线方向而向右偏了.
地球一刻不停地自转着,地球上作水平运动的物体,都会受到地转偏向力的影响。例如,赤道地区,终年高温多雨,空气受热上升,在近地面的空间形成一个低气压带,赤道两边地区的气流就要向赤道 方向流动。如果没有地转偏向力的影响,赤道以北应该经常刮北风,赤道以南应该经常刮偏南风。但是由于受到地转偏向力的作用,风向发生了改变,赤道以北向右偏,形成了东北风;赤道以南向左偏,形成了 东南风。地转偏向力对河流的影响也很明显。在北半球,从南向北流的河流,河水冲刷东岸;从北向南流的河流,河水冲刷西岸;从东向西流的河流,河水冲刷北岸;从西向东流的河流,河水冲刷南岸。同样道理,在北半球行 驶的火车,加于右侧轨道的压力,要比左侧轨道的压力大些。

地球自转偏向力(简称地转偏向力),是指地球上一切作水平运动的物体,由于地球自转而发生偏向的一种力。这种水平运动的偏向力,最早是法国数学家科里奥利加以研究和确定的,故又称科里奥利力

由物理学知道,如果质点相对于以匀角速转动的参照系运动,则该质点要受到一种惯性力的作用,该惯性力依赖于相对速度和参照系的转动角速度以及质点的质量,这种惯性力称为科里奥利力。同理,由于地球的自转,当物体相对于地面运动时,对于站在地面上的观察者来说,感到物体运动的方向发生了改变,设想物体受到一力的作用,此力称为地转偏向力,也就是物理学中的科里奥利力。地球除绕太阳作公转外,还不停地绕地轴作逆时针方向的旋转,其地转角速度以Ω表示,它的大小为:

Ω= 7.29× l0-5(弧度/秒)

Ω的方向是沿着地轴垂直于北极点地平面向上(这里的“日”是指恒星日·,一恒星日等于23时56分)。由于地球的自转,使各处的地平面发生转动。就北半球来说,以极地平面为例,由于地球的旋转使极地地平面产生一个绕它的垂直轴作逆时针方向的转动,它的角速度就是地转角速度。若有物体相对于极地地面运动时,站在地面上的观察者会感到物体受到一个平行于地平面的力的作用,这个力称为水平地转偏向力。再以赤道平面为例,在赤道上,与其上任何一点相切的地平面都随着地球的自转而绕着穿过这一点与地轴相平行的一个轴转动。只有水平方向的角速度。地球自转时,赤道地平面的东边一侧“下降”,而西边一侧“上升”。若有物体相对于地平面运动时,地球上的观察者感到向东运动的物体受到向上的力的作用,而向西运动的物体,受到向下的力的作用。所以认为在赤道平面上运动的物体只受到垂直方向力的作用,此力即为垂直地转偏向力。

在赤道和极地之间的各纬度上,由于地球的自转,使其各处的地平面产生转动。此转动可分解看成一个绕垂直轴的转动(相当于极地平面的情况)和一个绕水平轴的转动(相当于赤道平面的情形)。地转角速度在垂直和水平两个方向均有分量。所以,若物体要同时受到垂直和水平两个方向的作用。因此认为在中间纬度地区运动的物体,既受水平地转偏向力的作用,又受垂直地转偏向力的作用。

上面从地平面日转动分析了地转偏向力的物理意义。此力是站在转动地球上的观察者 感动到的由于地球自转而作用于相对于地球运动的空气质点上的力。

由于地球的转动,物体在地球上运动时,受到一个使它运动轨迹偏转的力,就是地转偏向力咯,北半球的向右偏,南半球的向左.

由于地球自转而产生的作用于运动空气的力,也称科里奥利力。它只是在物体相对于地面有运动时才产生。物体处于静止状态时,不受地转偏向力的作用。它的方向同物体运动的方向相垂直,大小同风速和所在纬度的正弦成正比。它只能改变物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。在北半球,它指向物体运动方向的右方,使物体向原来运动方向的右方偏转;在南半球则相反,使物体向原来运动方向的左方偏转。在风速相同的情况下,它随纬度的增高而增大。赤道上地转偏向力等于零;在两极,地转偏向力最大。由于它的作用,北半球河流流向的右岸受到流水的冲刷比左岸要厉害一些,因而右岸往往比左岸要稍陡一些。当然也必须看到,地转偏向力不是对所有物体的运动都有同等的重要意义。在讨论某些物体运动时,因为地转偏向力比其他的作用力小得多,可以忽略不计,但在讨论大范围空气运动时,它是个很重要的作用力,必须加以考虑。