10

博科摆

 2 years ago
source link: https://blog-e.tk/2022/02/20/%E5%8D%9A%E7%A7%91%E6%91%86/
Go to the source link to view the article. You can view the picture content, updated content and better typesetting reading experience. If the link is broken, please click the button below to view the snapshot at that time.
neoserver,ios ssh client

Blog E

(所有插图系作者手绘,文字由作者原创)

假象一个小人站在一个逆时针转动的旋转木马上,小人会感受到一个远离旋转木马的中心的力。这就是离心力,并不存在一个实在的东西对小人施加这个力,但是由于小人站在旋转木马这个旋转参考系下,惯性会使小人感受到这种力,这种力就叫惯性力。

离心力

然而,如果小人还在旋转木马上走动,除了刚才的离心力小人还会受到另外一个力:它指向小人运动方向的的右侧,并与小人的运动方向垂直。这就是科氏力,另外一种惯性力。

科氏力

万一旋转木马是顺时针转的呢?假如人在竖直方向也有运动呢(比如在旋转木马上跳来跳去)?科氏力的方向又会怎样变化呢?事实上,我们有一个通用的方法来判断。

首先伸出的左手,如果圆盘逆时针转,把指尖指向上方,否则指向下方。接着,把除了大拇指之外的四个手指弯向小人运动的方向。然后,伸直你的大拇指,此时,你的大拇指的方向就是科氏力的方向。

地球

把旋转木马上的情形扩展到一个球体(也就是地球)上,就成了上面的样子,小人同样受到离心力和科氏力,绿色箭头为所受的合力(当然离心力通常较小,可以忽略)。这个力垂直与地面的分量与小人的重量抵消了,只剩下平行于地面的分量,这个力在地理上就叫地转偏向力。

如果小人站在北半球上,这个水平力指向其运动方向的右侧;如果小人在南半球上,这个水平力指向其运动方向的左侧;如果他在赤道上,这个力完全和他的重力抵消了,所以不感受到任何力。

把这个小人替换成你们眼前的这个博科摆:

一次

原本摆锤要从 A 点摆到 B 点,但是因为地转偏向力,它向右偏到了 B′B^{\prime}B′,如此往复,每次摆动都会向右偏一点:

多次

如下是北半球博科摆的示意图:

博科摆示意图


作者:@ethan-enhe
本文为作者原创,转载请注明出处:本文链接

阅读量 9



来发评论吧~
Powered By Valine
v1.4.4

About Joyk


Aggregate valuable and interesting links.
Joyk means Joy of geeK