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柯氏力原理

科氏力,又稱科里奧利力,是一種慣性力,它描述了在旋轉坐標系中,運動物體由於坐標系的轉動而發生的速度方向偏移現象。這種力並不是真實存在的,而是為了解釋由於坐標系轉動引起的運動物體偏轉而人為引入的虛構力。科氏力只改變運動物體的速度方向,而不會改變其速度大小。

在非慣性系中,除了受到各種真實力以外,還會受到各種慣性力,科氏力就是其中之一。例如,在地球自轉的情況下,空氣流體會受到科氏力的作用,導致風向的偏移,這就是氣象學中所說的地轉偏向力。在雙線道四根鐵軌中,內側兩根鐵軌會比外側兩根鐵軌磨損得更厲害,這也是科氏力作用的一個例子。

科氏力的計算公式為 \(F = m \times a\),其中 \(F\) 是科氏力,\(m\) 是物體的質量,\(a\) 是物體的加速度。在旋轉的地球上,流體運動始終受到科氏力的作用,對於大尺度大氣運動,科氏力具有十分重要的意義。例如,如果有甲、乙二人站在轉盤上,甲自轉動中心平拋出一球,給位於轉盤邊緣上的乙,站在盤外的丙所看到的球的動作路徑是直線,然而就乙和球的相對位置而言,所看到球的動作路徑卻是拋物線。假設有一顆炮彈從北極點發射出去,如果地球不會自轉,那麼炮彈的飛行軌跡,從空中鳥瞰,應該是一首線,但是,事實上地球會自轉,因此,隨著地球的自轉,炮彈在空中飛行的軌跡,如果站在北極點看過去,是不斷偏右的。這就是科氏力的原理。