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科里奧利儀表如何工作以及背后的物理原理是什么
發(fā)布日期：2021-05-06 13:53:05 來源： 作者： 瀏覽次數(shù)：
【導(dǎo)讀】：從字面上講，科里奧利效應(yīng)用于解釋地理類別中的風(fēng)向偏轉(zhuǎn)。但是，在過程自動化領(lǐng)域，自動化工程師將立即開始考慮科里奧利流量計。本文詳細(xì)解釋了此概念。......
從字面上講，科里奧利效應(yīng)用于解釋地理類別中的風(fēng)向偏轉(zhuǎn)。但是，在過程自動化領(lǐng)域，自動化工程師將立即開始考慮科里奧利流量計。本文詳細(xì)解釋了此概念。
科里奧利效應(yīng)是什么？
即使我們可能已經(jīng)忘記了科里奧利效應(yīng)，但我們確實記得牛頓的運(yùn)動定律。 非常好運(yùn)動定律，也稱為慣性定律，規(guī)定如果沒有外力影響，物體將保持在同一狀態(tài)，靜止或均勻地沿直線運(yùn)動。在這里要記住的重要點-直線。
再次讓您想到法律了嗎？但是，該定律僅適用于慣性參考系。如果我們有旋轉(zhuǎn)框架怎么辦？她的位置就是科里奧利效應(yīng)的發(fā)源地。我們將通過一個例子來說明這一點。
假設(shè)我們正在與一個旋轉(zhuǎn)木馬的朋友一起玩，而朋友在中間，而我們在外圍。出于本示例的目的，我們將說此刻沒有風(fēng)，這意味著沒有外力干擾球的路徑。
旋轉(zhuǎn)木馬還在，我們的朋友向我們?nèi)忧颉Ｔ跊]有風(fēng)干擾的情況下，球從旋轉(zhuǎn)木馬的中心沿直線一直飛向我們�，F(xiàn)在，當(dāng)我們的朋友向我們?nèi)忧驎r，它仍然會在慣性參考系中成一直線。
但是，從旋轉(zhuǎn)角度看，球會彎曲。這條曲線就是我們所說的科里奧利效應(yīng)。
通過分析示例，我們可以看到科里奧利力描述了一個感知問題。球仍然是筆直的，但是我們看到它正在彎曲，因為我們在移動。由于沒有實際力影響球，因此現(xiàn)在很多人稱其為科里奧利效應(yīng)，而不是力。但是出于數(shù)學(xué)目的，我們?nèi)匀环Q科里奧利力為慣性力或虛擬力。
盡管沒有力影響旋轉(zhuǎn)木馬中的球軌跡，但我們和我們在旋轉(zhuǎn)框架中的朋友看到它正在彎曲。我們可以在此處計算加速度，因為球的慣性與（a）球在直線上的速度和（b）旋轉(zhuǎn)木馬旋轉(zhuǎn)的速度成正比。
我們將其稱為科里奧利加速度，并使用以下公式對其進(jìn)行揭示：
a c = 2 *ω* v
a c =科里奧利加速度
ω=旋轉(zhuǎn)速度（旋轉(zhuǎn)木馬）
v =垂直于旋轉(zhuǎn)軸的速度（直線的球）
如果我們回到牛頓運(yùn)動定律，特別是第二定律，我們可以發(fā)現(xiàn)力與加速度之間的關(guān)系：
F = m * a
F =力
m =質(zhì)量
a =加速度
因此，當(dāng)我們將物體的質(zhì)量乘以物體的兩側(cè)（在本例中為球），并用科里奧利公式代替加速度時，我們可以用所得公式找到科里奧利力：
F c = m * 2 *ω* v
非常后，科里奧利力與角速度，旋轉(zhuǎn)速度和質(zhì)量成正比。這就是為什么我們可以使用科里奧利流量計作為質(zhì)量流量計的原因。
科里奧利效應(yīng)的其他應(yīng)用
我們使用旋轉(zhuǎn)木馬的例子來說明效果。但是，我們還有另一個非常大的對象，該對象也通過繞軸旋轉(zhuǎn)來創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)參考系。
氣象學(xué)家利用科里奧利效應(yīng)。風(fēng)從兩極（高壓系統(tǒng)）吹向赤道（低壓系統(tǒng)）。但是，它們在赤道處的移動速度要比極點處的移動快，這是因為赤道中的某個點必須在24小時內(nèi)移動到比其中一個極點附近的點更遠(yuǎn)的位置。
科里奧利對地球的影響
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因此，讓我們再次回想一下旋轉(zhuǎn)木馬的示例，但以地球為旋轉(zhuǎn)框架。如果我們在北極向赤道上的朋友扔一個球，那么軌跡將看起來像是正確的曲線，因為他的行進(jìn)速度比我們快。
如果我們的朋友向后扔球，那么在他看來球也會向右彎曲，因為我們比他慢。因此，由于科里奧利效應(yīng)，南半球的風(fēng)向左偏斜，而北半球的風(fēng)向右偏。
過去，導(dǎo)航員利用這種效應(yīng)來預(yù)測 影響歐洲和南美之間旅行的所謂貿(mào)易風(fēng)。飛機(jī)和火箭也會經(jīng)歷這種情況，因此飛行員在長距離飛行時必須考慮地球的自轉(zhuǎn)。如果他們試圖在兩個地方之間直線行駛，他們很可能會錯過目標(biāo)！
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