理论力学什么时候有科氏加速度 什么情况有科氏加速度
理论力学中,科氏加速度的方向怎么确定?
科氏加速度是由于牵连运动与相对运动相互影响产生的,科氏加速度大小可由 ak=2ωVrsinθ 确定。
方向有参考运动系统的角速度矢量与动点的相对运动速度矢量的矢量积确定。
且符合右手定则:伸开右手,四指与大拇指垂直,四指指向参考运动系统的角速度矢量方向,以最小的角度弯曲四指到相对运动速度矢量方向,此时,大拇指的指向就是科氏加速度的方向。
公转影响很小,可忽略不计,因此只考虑绕固定轴的自转。在地球这个非惯性系中,如果认为所有物体都受到一个和科氏加速度和牵连加速度等大反向的加速度,就可以当做惯性系来求解。
扩展资料:
设旋转坐标系的角速度为ω,旋转轴上的参考点到空间点A的位置矢量用r表示。为加以区分,我们用"Da/Dt"表示矢量a在惯性系中随时间的变化率,用"da/dt"表示矢量a在非惯性系中随时间变化率。如果点A随着非惯性系一同旋转,则点A在惯性系中的速度可以表示为v=Dr/Dt=ω×r。
如果点A除了旋转外还以相对于非惯性系的速度v'=dr/dt运动,则点A在惯性系中的速度为:
v=Dr/Dt=ω×r+v'=ω×r+dr/dt (1)
类似的,任何矢量b随时间的变化率在两参照系中有变换关系:
Db/Dt=ω×b+db/dt
对(1)求导,就可求出点A在惯性系中的加速度
a=Dv/Dt=D(ω×r)/Dt+D(dr/dt)/Dt
=(Dω/Dt)×r+ω×(Dr/Dt)+ω×(dr/dt)+d(dr/dt)/dt
=ε×r+ω×(ω×r+v')+ω×v'+a'
=ae+ac+a'
其中 ε=Dω/Dt为角加速度;ae=ε×r+ω×(ω×r)为牵连加速度;ac=2ω×v'为科氏加速度。a'为相对加速度。
如果在非惯性系中研究问题,只需认为研究对象具有“-a=-(ae+ac+a')”的加速度,则可以视作惯性系来处理。
参考资料:搜狗百科——科氏加速度
理论力学中,讲北半球的科氏加速度指向左,一直没理解,请问为什么?
记得不清了,应该是指向地球自转轴并与地球自转轴垂直,它在地表坐标系有两个分量,一个是法向的指向地心看不出效果,另一个是切向,赤道上为零,北半球向左,南半球向右,纬度越高切向分量越大。
为什么会产生科氏加速度(本质)?
物理上,“有力就产生加速度,相反有加速度就会有产生它的力”这句话,是在“惯性参照系”当中来说的。而科氏力(或科氏加速度)是在非惯性系当中的概念。所以它的本质上还是一种惯性力,是参照系本身施加给它的。
用2维的方式比较容易理解些。设想,你坐在一个圆盘上,但并不知道它在转动。这时有个球从圆心开始向外移动,并且圆盘和球之间无摩擦,这时从外面的参照系看球应该走直线,但是你坐在圆盘上看,球就在不断往一个方向弯了。这种感觉的本质就是——圆周运动不是惯性运动,因此在圆周运动的参照系下,就会出现这种明明没受力,却好像是受了力的感觉。
地球也是个做圆周运动的物体,因此你站在地球上,本身也是个非惯性系,但我们常把它当惯性系来考虑。这样当我们要精确研究一个物体在自由落体或其他运动时,就会发现它在往一边偏,这便是地球上的科氏加速度的由来。不过这个力(加速度)很小,一般计算中不考虑。
牵连运动是平面运动时加速度怎么求解
下面回答错误,这是理论力学的内容:当牵连运动是平面运动时,其科氏加速度为0;这是只有圆周运动的切向和向心加速度和直线运动的匀加速度,这时候用矢量合成即可求解所求的加速度!