落體東偏

落體東偏

在距地面一定高度的物體,由於隨地球自轉而具有的線速度,一定大於地面上物體的線速度。所以該物體下落時必然相對地面有一個偏東的速度,落點自然就會偏東。

基本介紹

  • 中文名:落體東偏
  • 外文名:eastward deflection of a falling object
內容介紹,現象描述,產生機理,

內容介紹

落體偏東的現象與地球的自轉運動有關。由於地球自西向東自轉,存在一個力——科里奧利力,科里奧利力北半球垂直於運動方向向右,南半球垂直於運動方向向左,赤道上沒有。由於科里奧利力的作用,地球上會出現落體偏東的現象。
在地球表面運動的物體具有慣性,該慣性與地球的自轉之間存在矛盾,結果體現為物體運動會發生偏轉,我們把這種偏轉作用歸結為一種地轉偏向力,又稱為科里奧利力。科里奧利力(矢量) fc=-2m(ω×v) 垂直於地軸方向和物體運動方向 ω為地球自轉角速度,v為物體運動速度(兩者均為矢量),m為物體質量。
對於垂直向下的落體,科里奧利力的大小=2mωv|sinα|,方向向東,其中v為下落速度,α為緯度。 科里奧利力在兩極為零,在赤道最大。 在地面作水平運動的物體也受地轉偏向力作用,在北半球該力偏向右方,在南半球則偏向左方。

現象描述

在距地面一定高度的物體,由於隨地球自轉而具有的線速度,一定大於地面上物體的線速度。所以該物體下落時必然相對地面有一個偏東的速度,落點自然就會偏東。

產生機理

落體偏東是科里奧力對沿豎直方向運動的物體作用的結果,通過物體在下落過程中引入空氣阻力,研究空氣阻力對落體偏東的影響,指出空氣阻力使落體的東偏增加。地球既有自轉又有公轉,所以是非慣性系.公轉的角速度很小,且所產生的慣性離心力幾乎與太陽的引力相抵消.雖然較小,卻產生了一些可以觀察到的現象,如河岸的沖刷,以及傅科擺振動面的不斷偏轉等等.以地球為參照系,自由下落的物體除受地球吸引力作用外,還受科里奧利力和空氣阻力作用,因此物體到達地面時向東偏的現象叫落體偏東。
在北半球,當物體從高處自由下落時,相當於從南向北運動,由於科里奧利力的作用,會發生落體偏東現象。落體東偏是科里奧利力對沿垂直方向運動物體作用的結果。落體東偏的數值以赤道最大,向兩極減小至零。

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