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理论力学最重要的公式是什么(理论力学中核心概念)

时间:2023-06-02 作者: 小编 阅读量: 6 栏目名: 高考资讯

但是,当牵连运动是定轴转动时,奇怪的事情发生了,你看:绝对加速度=牵连加速度相对加速度科氏加速度突兀得不得了!这里,我们想象你在一个很大的正在旋转的大圆盘上行走,而且行走速度是匀速,圆盘的旋转也是匀速,这是为了让两者本身并不产生加速度,即ar=0,ae=0。科氏加速度解释许多神奇现象你知道北半球河流的右岸为什么比左岸被冲刷得严重吗?了解了科氏加速度,这些就都有了解答。

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科普|理论力学|科氏加速度


在理论力学的学习过程中,在运动学部分,有一个诡异并且突兀的概念——

科氏加速度(Coriolis acceleration)

我们在遇到这个概念之前,感觉运动是有规律可循的,而且还很容易理解,那就是:

绝对运动 = 牵连运动相对运动

无论是位移还是速度,都符合这个规律,甚至,当牵连运动是平移时,加速度也符合这个规律。

但是,当牵连运动是定轴转动时,奇怪的事情发生了,你看:

绝对加速度 = 牵连加速度相对加速度科氏加速度

突兀得不得了!

为什么打破了我们对科学公式的美感?

而且它连个正经的“见字如面的名字”也没有,我盯着这个“科氏”完全不明白什么意思!

另外看它的大小:

来自哈工大版理论力学

从这里可以看出,“2倍”原来是分两部分产生的。那么重点来了,怎么产生的?

这里,我们想象你在一个很大的正在旋转的大圆盘上行走,而且行走(相对运动)速度是匀速,圆盘的旋转(牵连运动)也是匀速,这是为了让两者本身并不产生加速度,即ar=0,ae=0。

相对速度引发的加速度

你尝试着沿着圆盘的半径方向,向外匀速行走,你以为自己就真的在匀速行走么,当然不是,由于你与圆心的距离越来越远,所以你在旋转方向上的切向速度也越来越大,这部分速度改变就是由于你的相对速度所引发的,大小为wv。

牵连速度引发的加速度

你相对圆盘的行走是直线,然而由于圆盘的旋转,使得你实际上走出了一个美妙的螺旋线,把你的速度方向强行改变了,这部分速度方向改变引发了另外一部分加速度,大小也是wv。

有没有恍然大明白的感觉?

科氏加速度解释许多神奇现象

你知道北半球河流的右岸为什么比左岸被冲刷得严重吗?你知道浴缸里放水时,为什么在北半球总是逆时针而在南半球总是顺时针吗?了解了科氏加速度,这些就都有了解答。

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