
【化】 Coriolis acceleration
a branch of academic study; family; pass a sentence; section
【化】 family
【医】 department; family; family systematic
【经】 accountant's department; division head; section
inner; liner; lining; neighbourhood
【法】 knot; sea mile
abstruse; profound
benefit; favourable; profit; sharp
【化】 acceleration
科里奥利加速度(Coriolis acceleration)是经典力学中描述非惯性参考系下物体运动的重要概念,得名于法国物理学家加斯帕尔-古斯塔夫·科里奥利。当物体在旋转参考系中运动时,即使其在惯性系中保持匀速直线运动,仍会因参考系本身的旋转而产生该加速度。其数学表达式为: $$ vec{a}_c = 2vec{omega} times vec{v}' $$ 其中$vec{omega}$为参考系的角速度矢量,$vec{v}'$为物体相对于旋转参考系的速度。
该加速度的物理意义体现在地球科学和工程学领域。例如,北半球运动的物体会因地球自转产生向右偏移的现象(南半球向左),此效应显著影响大气环流和洋流模式。在机械工程中,旋转机械(如涡轮机)的动力学分析必须引入科里奥利加速度修正项以保证计算精度。
权威文献将科里奥利加速度归类为非惯性系动力学的基本组成部分,其本质是参考系变换产生的牵连加速度与相对加速度的耦合结果。剑桥大学物理系教材指出,该加速度不改变物体的动能,仅反映不同观察视角下的运动学差异。
参考来源
科里奥利加速度是经典力学中描述非惯性参考系下物体运动的重要概念。当物体在旋转参考系中具有相对速度时,即使该参考系本身匀速旋转,也会产生这种表观加速度。其核心特征如下:
数学表达式
科里奥利加速度的矢量公式为:
$$
vec{a}_c = 2vec{omega} times vec{v}_r
$$
其中$vec{omega}$为参考系角速度,$vec{v}_r$为物体相对于旋转系的运动速度,$times$表示矢量叉乘。
方向判定
加速度方向始终垂直于物体运动方向与旋转轴方向构成的平面,符合右手螺旋定则。例如地球北半球水平运动的物体会向右偏转,南半球则向左。
物理本质
源于参考系旋转导致的坐标系方向持续变化。即使没有真实受力,观察者在旋转系中仍会感知这种"虚拟力"效应,需引入该加速度项才能满足牛顿定律。
典型应用场景
需注意与离心加速度的区别:离心加速度由物体所处位置决定,而科里奥利加速度必须存在相对运动才会显现。两者共同构成旋转系中的惯性加速度修正项。
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