漩涡与地转偏向力
地转偏向力的特点
地转偏向力的特点“地转偏向力”是一种非常重要的现象,它可以影响地球上大量的物理现象,从海洋漩涡到地球内部变形,再到月球引力场的变化。
这种力量可以激发地球内部的活动,并改变地球外部的环境。
因此,我们需要了解地转偏向力的力学特性,以便能够更好地理解地球的结构与运动。
地转偏向力是指地球自身旋转和不重要的惯性力所产生的力,这种力对地球上一切物理现象都有影响,因此这种力又被称为“地心力”或“惯性力”。
这种力可分为两种:直接地转偏向力和明显的地转偏向力。
直接地转偏向力指的是由于地球的自转所产生的力,即围绕地球自身中心轴而产生的力,它会影响地球表面的物理现象,如大气的移动、海洋的漩涡、地壳的变形等。
明显的地转偏向力指的是由于地球内部变形而产生的力,如地壳的变形、地球内部温度的变化等。
地转偏向力的力学特性是:它是一种恒定的力,与时间没有关系;它是一种剪切力,大小受地球半径、自转速度和洋流变化的影响;它具有与角度有关的角动量,具有旋转性,可以激发地球内部的活动;它有穿过性,能够影响海洋和大气层上介质的移动;它可以影响月球引力场的变化;它具有潜在的局部变形作用,可以调整地球表面的形状。
地转偏向力在地球上的作用是至关重要的,它可以影响海洋、大气和地壳的物理现象,从而影响日常生活。
了解这种力的力学特性,有助于形成正确的模型,以便正确预测多种物质的变化,进而更好地了解地球的结构和运动。
同时,地转偏向力也可以用于科学研究。
例如,地转偏向力对海洋和大气层中物质运动的影响,可以用来研究大气污染。
地转偏向力也可以作为观测地球内部惯性结构的重要参数,有助于研究地球的结构演化。
此外,地转偏向力还可以用于系统研究月球或太阳等其他天体的动力学。
从上述分析可以看出,地转偏向力对地球上任何物理现象都有重大影响,它不仅可以影响地球的变形,还可以激发地球内部的活动,并影响月球引力场的变化。
同时,地转偏向力也可以应用于多种科学研究,为我们提供更多的见解,帮助我们更好地理解地球的结构与运动。
浅谈地转偏向力的影响
浅谈地转偏向力的影响浅谈地转偏向力的影响黄琪1142041084生命科学学院2011级生态专业摘要:水平地转偏向力亦称地偏力,因为地球自转而产生的以地球经纬网为参照系的力。
地转偏向是科氏力(科里奥利力)在沿地球表面方向的一个分力。
对于自然界和人们的生活有着潜移默化的影响,从气流洋流的流向,到皮鞋的磨损都与地转偏向力有关。
关键词:地转偏向力北半球大气运动手性植物洋流冲积平原1.地转偏向力简介由于地球自转而产生作用于运动物体的力,称为地转偏向力,简称偏向力。
它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变水平运动物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。
地转偏向力可分解为水平地转偏向力和垂直地转偏向力两个分量。
由于赤道上地平面绕着平行于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与地平面垂直的平面内,故只有垂直地转偏向力,而无水平地转偏向力。
由于极地地平面绕着垂直于该平面的轴旋转,空气相对于地平面作水平运动产生的地转偏向力位于与转动轴相垂直的同一水平面上,故只有水平地转偏向力,而无垂直地转偏向力。
在赤道与极地之间的各纬度上,地平面绕着平行于地轴的轴旋转,轴与水平面有一定交角,既有绕平行于地平面旋转的分量,又有绕垂直于地平面旋转的分量,故既有垂直地转偏向力,也有水平地转偏向力。
2.产生的原因及计算方式2.1产生原因George-Gate的《定性分析地转偏向力》一文从科里奥利力的角度分析得出:对于水平运动的物体,在北半球,其所受的地转偏向力指向运动方向的右手边,在南半球,地转偏向力指向运动方向的左手边;对于在竖直方向运动的物体,无论在哪个半球,若物体竖直向上运动,则地转偏向力指向正西方,若物体竖直向下运动,则地转偏向力指向正东方。
对于一个作一般运动的物体,可将其速度分解成竖直方向和水平方向两个分量,分别求出两分速度对应的地转偏向力后对两力求矢量和。
由于除南北两极外,各纬度的角速度都一样,从北向南飞的时候,南边的圈大,即越向南纬线越长,所以线速度大,所以在北边的时候具有的一个小的线速度与南边的线速度相比就显的慢了,所以其就由于惯性表现出往右偏。
《地转偏向现象》地转力揭秘
《地转偏向现象》地转力揭秘《地转偏向现象——地转力揭秘》在我们生活的这个地球上,存在着许多奇妙而又不易察觉的自然现象,地转偏向现象就是其中之一。
当我们观察河流的走向、大气环流的模式,甚至是在洗手池中放水时形成的漩涡,都能发现地转偏向力的“影子”。
那么,什么是地转偏向力呢?简单来说,地转偏向力是由于地球自转所产生的一种惯性力。
想象一下,地球就像一个巨大的旋转木马,而我们和地球上的一切物体都在这个“旋转木马”上。
由于地球自西向东自转,使得物体在运动时,其运动方向会发生一定的偏转。
为了更深入地理解地转偏向力,我们先来了解一下它的产生原理。
地球的自转导致不同纬度的地区线速度不同。
赤道地区的线速度最大,而随着纬度的增加,线速度逐渐减小。
当一个物体在地球上沿水平方向运动时,由于它所处的纬度不同,线速度也不同。
然而,物体本身具有惯性,会力图保持原来的运动状态。
这样一来,就会导致物体的运动方向发生偏转。
地转偏向力在自然界中的影响可谓无处不在。
在大气环流中,它起着至关重要的作用。
比如,在北半球,盛行西风会受到地转偏向力的影响,逐渐向右偏转,形成了北半球的西风带。
同样,在南半球,盛行西风则向左偏转。
这种偏转使得大气环流形成了特定的模式,影响着全球的气候分布。
再看看地球上的河流。
在北半球,河流右岸往往受到更强的水流冲刷,而南半球则是左岸更容易受到侵蚀。
这是因为河流在流动过程中,会受到地转偏向力的作用,导致水流偏向一侧。
长期的作用下,就会造成河岸的侵蚀和堆积差异。
地转偏向力还对海洋的洋流产生影响。
例如,北大西洋暖流在向北流动的过程中,受到地转偏向力的影响向右偏转,给欧洲西北部带来了温暖湿润的气候。
然而,地转偏向力的影响并不是绝对的。
其作用的大小会受到物体运动速度、纬度等因素的制约。
一般来说,运动速度越快、纬度越高,地转偏向力的影响就越明显。
在日常生活中,我们也能观察到地转偏向力的一些小“痕迹”。
比如,在洗手池中放水时,如果仔细观察,会发现水流形成的漩涡在北半球通常是逆时针方向,而在南半球则是顺时针方向。
漩涡与地转偏向力
漩涡与地转偏向力浙江省余姚中学陈允文选自《物理教师》2009年第10期当脸盆中的水排空时会形成漩涡,为何会形成这个漩涡?我们通常的解释是:这是由于地球自转引起的地转偏向力在起作用。
在北半球,地转偏向力向右,引起气流向右偏。
南半球则向左。
所以北半球的气旋是逆时针的,南半球呈顺时针。
气旋如此,水流的漩涡也是如此,所以我们见到脸盆中的漩涡应该是逆时针的。
图1漩涡:水遇低洼处所形成的螺旋状水流小时候读科普书,对这一说法深信不疑。
感叹自然的神奇并经常留意脸盆放水时形成的漩涡,有一次笔者惊奇的看到了一个顺时针的漩涡,一开始笔者怀疑自己记错了书上的解释,然后去翻书,书上明明写着北半球应该是逆时针呵!然后又怀疑那次是自己看走眼了。
直到反复几次确信既看到了有逆时针的也有顺时针的漩涡后,才知道上面那个解释其实是有问题的。
先让我们看看什么是地转偏向力。
这是在非惯性系中被引入的第三类惯性力,前两类为平动惯性力和惯性离心力,当物体相对于转动的参考系运动时,才引入此力。
我们知道,地球是由西向东旋转的,赤道地区旋转的线速度最大(约462m/s),随着纬度升高,线速度越来越小,到了极点减为零。
设想空气从低纬度地区向北极移动:最初,空气是具有与出发地相同的向东线速度的;当空气接近极点时,那儿的地面线速度为零,而这股空气却继续保持着它原本向东的速度(假设没有因为摩擦而损耗),于是它会相对于目的地的地表转向东面。
沿着空气前进的方向看就是向右偏转了,就好像受到了一个向右的力作用。
一个名叫科里奥利(Gaspard—Gustave Coriolis)的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种力,所以科学界称之为科里奥利力。
科里奥利力是在所有转动参照系中都会出现的,在以地球为参照系时,我们通常也称它为地转偏向力。
科氏力的大小和方向与转动的角速度ω、物体相对与参照系速度v相、物体质量m有关,可表示为f k*=2m v相×ω。
ω、v相、f k*形成右手螺旋(如图2)。
地转偏向力影响人们的生活
地转偏向力影响人们的生活地转偏向力影响人们的生活沿地表水平运动的物体在地转偏向力的作用下运动方向发生了偏移,很多自然现象都受其影响,同时也影响着人类的生产和生活,请看下面五例(以北半球为例)。
一、水漩涡的形成当我们打开水龙头向塑料桶中注水时,当水库放水(放水口在水下)时,水槽放水时等,都会看到在水面形成漩涡。
注水时呈顺时针旋转,放水时呈逆时针旋转。
如下列图:图中虚线是表层水的原始流动方向,实线是水的实际流动方向。
当向桶中注水时,水从注水点向四周流动,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈顺时针方向旋转。
南半球则呈逆时针方向旋转。
放水时表面水都流向下层出水点,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈逆时针方向旋转。
南半球则呈顺时针方向旋转。
不过江河中的漩涡不一定符合这个规律,因为它还受到河床特征的影响。
二、车辆和行人靠右行不是所有的国家或地区的车辆和行人都靠右行,但靠右行是最为合理的。
如下列图:A图为靠左行,北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏,都偏向道路中间,更容易与对面过来的车辆相撞,发生车祸的频率会更高。
B图为靠右行,北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏,都偏向路边,路边是司机开车注意力的集中点,司机会持续调整方向来保证行车安全。
车辆靠右行导致人也靠右行,这样更安全些。
因为长期习惯,所以人们无论在哪里行走都喜欢右行。
三、左右鞋磨损水准不同这种现象现代人已经难看到,因为一双鞋穿的时间太短,表现不明显。
我想40岁以上的人对这个现象还记忆犹新。
如下列图:这是因为两只鞋的受力差异而形成的。
北半球左脚,重力作用于左侧,地转偏向力作用于右侧,受力相对均匀,磨损少些。
北半球右脚,重力和地转偏向力都作用于右侧,受力不均匀,磨损多些。
所以北半球的人们常发现右鞋磨损比左鞋要多些,而南半球的人们发现左鞋磨损比右鞋要多些。
四、跑道上逆时针跑行在跑道上跑行,人们总喜欢沿逆时针方向。
如下列图:A是逆时针方向跑,正好在弯道处。
漩涡是怎样形成的_漩涡的形成原因
漩涡是怎样形成的_漩涡的形成原因漩涡是一种自然现象,指水流遇低洼处所激成的螺旋形水涡。
不过很多人都不太了解漩涡的是怎么样形成的。
接下来就和店铺一起去看看漩涡的形成原因吧。
漩涡的形成由于地转偏向力,物体在地球表面垂直于地球纬线运动时,由于地球自转线速度随纬度变化而变化,由于惯性,物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势,这就叫地转偏向力。
在北半球,物体从南向北运动,地球自转线速度变小( 赤道处线速度最大),物体由于惯性保持线速度不变,于是就向东偏向,相对运动方向来说就是向右。
从北向南运动时,地球自转线速度变大,于是就向西偏向,相对运动方向也是向右。
所以在北半球物体运动时统一受到向右的地转偏向力。
同理,物体在南半球运动时统一受到向左的地转偏向力。
现在再来看这个水流产生的漩涡,假如没有地转偏向力的话,那么水流将会沿着从中心出发的放射状线条流入,流入速度方向指向中心。
例如在著名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上,用漏斗注水实验时,水流呈垂直下降而不形成漩涡。
在北半球,流入速度方向偏右,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,这就形成了逆时针的漩涡。
同理在南半球形成顺时针漩涡。
漩涡无处不在,可以说有差异的地方就有形成漩涡的可能。
漩涡是两股或两股以上方向、流速、温度等存在差异的能量(如气流、水流、电流、磁流、泥石流等)相互接触时互相吸引而缠绕在一起形成的螺旋状合流。
合流在漩涡平面轴线方向形成一进一出的出入口。
在入口处,合流被吸入;在出口处,合流被喷出。
入口处相当于所谓的黑洞;出口处相当于所谓的“宇宙大爆炸”。
在形成漩涡的两股或两股以上能量中,速度快、温度高的一支能量为正,反之,流速慢、温度低的一支能量为负;这其实就是所谓的阴阳鱼。
在漩涡中,从漩涡外部看,入口为负,出口为正;从漩涡内部看,入口为正,出口为负。
这就是为什么阴阳鱼还有一对阴阳眼的原因。
这就好比磁铁(电池)的内外磁路(电路)的磁极(电极)一样,在外磁路(电路),磁感线(电流)由北极(正极)流向南极(负极);而在内磁路(电路),磁感线(电流)由南极(负极)流向北极(正极)。
地转偏向力对地理现象的影响-新疆哈密市第十五中学高三实验班地理二轮复习培优教案
地转偏向力对地理现象的影响地球自转使沿地表作水平运动的物体的运动方向发生偏转,人们便把导致物体发生水平偏向的力叫“地转偏向力”,地球上许多地理现象都和它的作用密切相关。
1.地转偏向规律面向物体运动的方向北半球右偏,南半球左偏,赤道不偏。
2.对天气系统的影响气旋在北半球逆时针方向辐合,南半球顺时针方向辐合;反气旋在北半球顺时针方向辐散,南半球逆时针方向辐散。
从而形成各种天气现象,影响人们的生产和生活。
3.对大气运动的影响⑴三圈环流与风向北半球:①由副热带高气压带吹向赤道低气压带,形成东北信风;②由副热带高气压带吹向副极地低气压带,形成西南风;③由极地高气压带吹向副极地低气压带,形成东北风。
南半球:①由副热带高气压带吹向赤道低气压带,形成东南信风;②由副热带高气压带吹向副极地低气压带,形成西北风;③由极地高气压带吹向副极地低气压带,形成东南风。
⑵季风环流北半球:①东亚冬季——由蒙古、西伯利亚高压吹向阿留申低压,形成的西北季风;②南亚冬季——由蒙古、西伯利亚高压吹向赤道低压,形成的东北季风;③东亚夏季——由夏威夷高压吹向亚洲东部,形成东南季风;④南亚夏季——南半球的东南信风越过赤道向右偏,形成西南季风。
南半球:南半球大陆的面积比北半球小,季风环流不如北半球明显。
4.对大洋洋流的影响北半球:①东北信风带内形成北赤道暖流;②中纬西风形成北太平洋暖流或北大西洋暖流;③北印度洋冬季吹东北季风,海水由东向西呈逆时针方向流动,夏季吹西南季风,海水由西向东呈顺时针方向流动。
南半球:①东南信风带内形成南赤道暖流(太平洋东岸东南信风消失或减弱,西太平洋海水东流,影响秘鲁海区,引起全球气候异常,被称为“厄尔尼诺”现象;②南半球南纬40°附近海域海面广阔,终年受中纬西风影响,形成西风漂流。
全球大洋环流能调整全球热量分布,对沿岸气候、海洋生物分布、渔业生产、航海有重要影响,对人类文明进程和社会生活有重要贡献。
5.河流两岸侵蚀现象北半球:河流河水向右偏,右岸侵蚀严重,左岸泥砂堆积。
地转偏向力概念
地转偏向力概念
嘿,你知道地转偏向力吗?这可真是个神奇的玩意儿啊!它就像是大自然的一个小魔术,在我们的地球上悄悄施展着它的魔力。
你有没有观察过水流漩涡呢?当水从下水道流走时,会形成一个漩涡,这就是地转偏向力在作祟呢!它能让水不直直地流下去,而是转个圈圈。
就好像水流有了自己的小脾气,非要扭一下才甘心。
还有啊,大气的流动也受到地转偏向力的影响。
风可不是随便吹的呀,它会因为地转偏向力而改变方向。
想象一下,风就像个调皮的孩子,本来想直直地跑,结果被地转偏向力拉了一把,就跑偏啦!这难道不奇妙吗?
在北半球,地转偏向力会让运动的物体向右偏;而在南半球呢,则是向左偏。
这多有意思啊!就好像地球给每个半球都制定了独特的规则。
比如,北半球的河流冲刷河岸的情况就和南半球不一样,这都是地转偏向力搞的鬼。
我们的日常生活中也能感受到地转偏向力的存在呢。
比如,你扔出去一个东西,它的飞行轨迹其实也会受到一点点影响。
虽然很微小,但它确实在那里发挥着作用。
地转偏向力可不是随随便便就出现的,它是地球自转的结果。
地球在不停地转呀转,而地转偏向力就像是地球自转带来的一个小副产品。
它虽然看不见摸不着,但却实实在在地影响着我们的世界。
这不就像是我们的生活吗?有些东西我们可能看不见,但它们却在默默地影响着我们。
我们不能忽视这些小小的力量,因为它们可能会带来意想不到的结果。
所以说,地转偏向力可真是个神奇又有趣的存在啊!它让我们的地球变得更加丰富多彩,让自然现象变得更加奇妙迷人。
我们应该好好去了解它,感受它的魅力,不是吗?。
【最新精选】自然界中的旋涡是怎样产生的这同一个旋转量杯中产生的等压液面现象有什么异同
题目:自然界中的旋涡是怎样产生的?这同一个旋转量杯中产生的等压液面现象有什么异同车辆081 080505113 魏岩自然中漩涡的产生:由于地转偏向力,物体在地球表面垂直于地球纬线运动时,由于地球自转线速度随纬度变化而变化,由于惯性,物体会相对地面有保持原来速度的运动方向的趋势,这就叫地转偏向力。
在北半球,物体从南向北运动,地球自转线速度变小(赤道处线速度最大),物体由于惯性保持线速度不变,于是就向东偏向,相对运动方向来说就是向右。
从北向南运动时,地球自转线速度变大,于是就向西偏向,相对运动方向也是向右。
所以在北半球物体运动时统一受到向右的地转偏向力。
同理,物体在南半球运动时统一受到向左的地转偏向力。
现在再来看这个水流产生的漩涡.假如没有地转偏向力的话,那么水流将会沿着从中心出发的放射状线条流入.流入速度方向指向中心。
例如在著名的赤道之国厄瓜多尔的赤道线上,用漏斗注水实验时,水流呈垂直下降而不形成漩涡。
在北半球,流入速度方向偏右,所以流入的水流速度方向指向中心偏右位置,这就形成了逆时针的漩涡。
同理在南半球形成顺时针漩涡。
由于地球自转而产生作用于运动空气的力,称为地转偏向力,简称偏向力。
它只在物体相对于地面有运动时才产生(实际不存在),只能改变(水平运动)物体运动的方向,不能改变物体运动的速率。
旋转量杯中产生的等压面:当量杯静止时,容器中自由表面为一水平面,当容器由静止开始旋转时,自由表面会形成一个涡,涡得得大小随着转速的增大而增大,当转速稳定后,我的大小和形状也相机稳定,此时容器中液体作为一个整体运动处于相对平衡状态。
建立如图所示的坐标系,坐标原点处于涡的最低点,与容器之间无相对运动,也就是说坐标以同样的角速度w 转动。
此惯性系为非惯性系。
g f r w f r w f z y x -===ααsin cos 22将其带入压强微分公式()(dz f dy f d f d z y x x p ++=ρ)可得:'2222)2/2/(c gz y x p +-+=ωωρ根据边界条件当r=0 z=0时,p=0p ,于是得:)2/(220gz x p p -+=ωρ 则此时为作等角速度转动的相对平衡流体的静压强分布规律。
地转偏向力(简版课件)
1.地转偏向力 ④应用——风向
影响风向,气旋北半球逆时针流动,南半球顺时针流动; 反气旋北半球顺时针流动,南半球逆时针流动; 影响风带,南北半球同一风带,风向不同。
1.地转偏向力 ④应用——洋流
影响洋流流向。 东北信风形成北赤道暖流;中纬西南风形成北太平洋暖流或北大西洋暖流; 北印度洋冬季吹东北季风,海水向西流,呈逆时针方向流动; 夏季吹西南季风,海水向东流,呈顺时针方向流动。
地转偏向力
体艺班
地转偏向力
台风为什么会形成旋涡?
原因:由于地球自转,沿着地 球表面水平运动的物体,其运 动方向会发生一定的偏转。
纬度越高,水平偏转越大
1.地转偏向力
①概念
促使地表水平运动的物体,运动方 向发生一定偏转的力,叫地转偏向 力。(在大规模气流、水流的水平 运动中表现最为明显)
1.地转偏向力 ②规律
图中是北半球某河流的横剖面图,根据河床形态判断该河流的流向应是( A )
A.自北向南 B.自南向北 C.自东向西 D.自西向东
课堂练习
一条平直的河流,其上游南岸冲刷厉害,而北岸有沙洲形成,其下游则北岸冲刷厉害,
南岸入海处形成河口三角洲,则此河的位置和流向与下列各图相吻合的是( D)
A.①② B.③④ C.②④ D.①③
南左北右赤道无, 纬度越高越显著。
1.地转偏向力 ③特点
只改变物体运动方向, 不改变物体运动速度。
初始方向
实际方向
地转偏向力
1.地转偏向力
④应用——河流
平直的河流沿岸人类活动的选址受地转偏向力的影响,北半球河流冲蚀右岸,在左岸 淤积,河道会变得弯曲。 故港口一般建于右岸,同时需要注意防洪堤坝的建设。 聚落、挖沙场宜选在左岸。南半球反之。
地转偏向力影响人们的生活
地转偏向力影响人们的生活地转偏向力影响人们的生活沿地表水平运动的物体在地转偏向力的作用下运动方向发生了偏移,许多自然现象都受其影响,同时也影响着人类的生产和生活,请看下面五例(以北半球为例)。
一、水漩涡的形成当我们打开水龙头向塑料桶中注水时,当水库放水(放水口在水下)时,水槽放水时等,都会看到在水面形成漩涡。
注水时呈顺时针旋转,放水时呈逆时针旋转。
如下图:图中虚线是表层水的原始流动方向,实线是水的实际流动方向。
当向桶中注水时,水从注水点向四周流动,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈顺时针方向旋转。
南半球则呈逆时针方向旋转。
放水时表面水都流向下层出水点,北半球在地转偏向力的作用下右偏,漩涡呈逆时针方向旋转。
南半球则呈顺时针方向旋转。
不过江河中的漩涡不一定符合这一规律,因为它还受到河床特征的影响。
二、车辆和行人靠右行不是所有的国家或地区的车辆和行人都靠右行,但靠右行是最为合理的。
如下图:A图为靠左行,北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏,都偏向道路中间,更容易与对面过来的车辆相撞,发生车祸的频率会更高。
B图为靠右行,北半球车辆在地转偏向力的作用下右偏,都偏向路边,路边是司机开车注意力的集中点,司机会不断调整方向来保证行车安全。
车辆靠右行导致人也靠右行,这样更安全些。
由于长期习惯,所以人们无论在哪里行走都喜欢右行。
三、左右鞋磨损程度不同这种现象现代人已经难看到,因为一双鞋穿的时间太短,表现不明显。
我想40岁以上的人对这个现象还记忆犹新。
如下图:这是由于两只鞋的受力差异而形成的。
北半球左脚,重力作用于左侧,地转偏向力作用于右侧,受力相对均匀,磨损少些。
北半球右脚,重力和地转偏向力都作用于右侧,受力不均匀,磨损多些。
所以北半球的人们常发现右鞋磨损比左鞋要多些,而南半球的人们发现左鞋磨损比右鞋要多些。
四、跑道上逆时针跑行在跑道上跑行,人们总喜欢沿逆时针方向。
如下图:A是逆时针方向跑,正好在弯道处。
从图上可以看出,地转偏向力外,身体倾斜产生一个向内的向心力,二力方向相反,更易平衡,过弯道处不易跌倒。
漩涡的旋转方向解释
漩涡的旋转方向解释漩涡是一种旋转的水流现象,通常在河流、湖泊、海洋等水域中出现。
在不同的地理位置和环境条件下,漩涡的旋转方向也会有所不同。
本文将从物理学和地理学角度,对漩涡的旋转方向进行解释。
物理学解释漩涡的旋转方向与科氏力有关。
科氏力是一种由地球自转引起的惯性力,它会对运动在地球表面的物体产生影响。
在南半球,科氏力会使得水流向左偏转,而在北半球则会向右偏转。
这是因为在南半球,地球自转的方向与水流的运动方向相反,所以会出现向左偏转的情况;而在北半球,地球自转的方向与水流的运动方向相同,所以会出现向右偏转的情况。
根据这个原理,我们可以得出以下结论:在南半球,漩涡的旋转方向通常为逆时针方向;在北半球,漩涡的旋转方向通常为顺时针方向。
这种规律并不是绝对的,因为漩涡的旋转方向还与其他因素有关,比如地形、流速、水深等。
但是在大多数情况下,漩涡的旋转方向会遵循这个规律。
地理学解释除了物理学原理,地理学因素也会影响漩涡的旋转方向。
以下是几种常见的情况:1. 河流中的漩涡河流中的漩涡通常是由于岩石、树枝等障碍物造成的。
这些障碍物会使得水流发生旋转,形成漩涡。
在河流中,漩涡的旋转方向通常与水流的运动方向相反。
如果水流是从左向右流动,漩涡的旋转方向就会是顺时针方向;如果水流是从右向左流动,漩涡的旋转方向就会是逆时针方向。
2. 湖泊中的漩涡湖泊中的漩涡通常是由于风力、水温差等因素造成的。
当湖泊表面受到风力的作用时,水流会形成旋转,形成漩涡。
在湖泊中,漩涡的旋转方向通常是顺时针方向。
这是因为风力通常是从西向东吹,使得水流向东流动,而漩涡的旋转方向则与水流相反。
3. 海洋中的漩涡海洋中的漩涡通常是由于洋流、海底地形等因素造成的。
在不同的海域中,漩涡的旋转方向也会有所不同。
比如在北大西洋,漩涡的旋转方向通常是顺时针方向;而在南大洋,漩涡的旋转方向通常是逆时针方向。
这与科氏力的作用有关,但也与其他因素有关,比如海洋环流、海底地形等。
地转偏向力判读技巧
地转偏向力判读技巧
1. 嘿,你知道不,判断地转偏向力可以先看水流啊!就像一条小河在流淌,如果它向右偏,那很可能就是地转偏向力在起作用哟,比如你看那蜿蜒的小溪,是不是有时候水流会有点歪歪的呀!
2. 哎呀呀,还有风也是个好例子呀!当风刮起来的时候,如果它总是朝着一个方向偏,说不定就是地转偏向力搞的鬼呢,像海边的风不就经常是这样嘛!
3. 哇塞,观察漩涡也能判断呢!你想想看,洗澡的时候排水口形成的漩涡,是不是会有方向呀,这可能就是地转偏向力的小小表现呀,多神奇呀!
4. 嘿,植物的生长方向也能透露点秘密呢!如果一片树林里的树都有点倾斜,说不定就是地转偏向力的影响呀,就像那片山坡上的树一样呢!
5. 哦哟,扔个东西出去也能看出来呀!你把一个球扔出去,看看它落地的位置是不是有点偏,这地转偏向力可就在悄悄发挥作用啦,好比你在操场上扔球的时候呀!
6. 哈哈,观察大气环流也可以呀!那大气的流动也不是完全笔直的呢,有地转偏向力在里面捣鬼呀,就像天气预报里说的那些气流运动呢!
7. 哇,连灰尘的飘落都能有提示呢!你留意一下灰尘在空中飘的样子,有时候是不是会有点偏呀,这也有可能是地转偏向力在作妖呢,就像教室角落里的灰尘那样呢!
8. 呐呐,还有候鸟的飞行路线呀!它们为啥会这样飞呢,也许地转偏向力就是其中一个原因哟,想想那些南飞的大雁呀!
我觉得呀,地转偏向力真的好神奇,只要我们细心观察身边的这些现象,就能更好地理解和判断它啦!。
地转偏向力在生活中的体现例析
地转偏向⼒在⽣活中的体现例析地砖偏向⼒,由于地球⾃转⽽产⽣的⼒,⼜称科⾥奥利⼒。
它只在物体相对于地⾯有运动时才产⽣(实际不存在),只改变⽔平物体运动的⽅向,不能改变物体运动的速率。
在⾚道上,⽆偏转;北半球向右偏,南半球向左偏。
向右向左,都是相对于物体运动的前进⽅向来说的。
我们上课经常举得例⼦是河流,这⾥不再赘述。
常见的例⼦还有北半球的铁轨,总是右侧磨损的⽐左侧严重,攀缘植物如丝⽠、牵⽜花、紫藤等都是呈逆时针⽅向缠绕的。
都是地球⾃转的有⼒证据。
⼀、舆洗池中的⽔流漩涡为什么向右偏?我们每天都会看到⼀个⾮常有趣的现象:当我们打开⽔龙头放⽔时,⽔在池中呈顺时针⽅向旋转;可当我们池底的塞⼦拔掉放⽔时,却呈逆时针⽅向旋转。
个中道理类似于反⽓旋和⽓旋,⾃⼰咂摸咂摸吧。
⼆、我国的⽕车为什么都靠左⾏驶?先看下⾯的图⽚:如果选⽤左侧的AB⽅案,你会发现地砖偏向⼒是相向的,⽕车很容易相撞;右侧的⽅案是最好的。
⾼速公路上靠右⾏驶的原理和这类似,相信聪明的你会举⼀反三。
四、为什么跑步要沿逆时针⽅向?⼀个是⼈的⽣理原因,另⼀个是受到地砖偏向⼒的影响。
⾸先,⼈的⼤脑分左右两个半球,功能不⼀。
⼈的左脑⽀配右半⾝的活动,右脑⽀配左半⾝的活动。
在⽇常⽣活中,⼈们养成了⽤右⼿⼲活、写字、⼯作的习惯,⽽左脑⼜主要进⾏⾼级思维活动,因此⼤⼤加重了左脑的负担;⼈体为了维护全⾝的平衡,必须加强受右脑⽀配的左腿功能,所以多数⼈感到左腿⽐右腿有⼒。
还有就是⼈的⼼脏在⾝体的左侧,所以⼈的左侧⽐右侧重,因⽽跑动中向左转⽐向右转容易,所以,不管在南北半球,都是逆时针跑步。
其次,与地转偏向⼒有关,看下图:只有沿逆时针⽅向跑,运动中形成的向⼼⼒和地砖偏向⼒⽅向相反,正好可以抵消。
使得运动员姿势更加稳定。
如果我们细⼼的话,会发现滑冰、骑⾃⾏车拐弯时,也会有同样的感受。
关于放水时总是出现逆时针旋转的探究
关于放水时总是出现逆时针旋转的探究现象:浴缸中的水被放走时,在漏孔四周出现一边旋转一边汇合的现象,并且不管你如何搅动,停止搅动后,水的流动图象总是逆时针方向的旋汇。
猜想:1、与浴缸的本身结构有关。
浴缸的放水口可能存在螺纹导致水的旋转方向总是逆时针。
2、与月球绕地球的运行轨迹有关。
月球绕地球运行导致了潮起潮落,也可能导致了浴缸中水总是朝逆时针方向旋转。
3、与地球本身的自转有关。
地球的自转惯性导致了地球上的所有物体都拥有了地球自转的偏向力。
分析:查找资料发现,自然界中普遍存在这种现象,不仅仅是浴缸放水时会形成逆时针方向的旋转。
比如平原上的飓风,龙卷风,比如藤蔓植物自然生长也是朝逆时针方向,比如我国的河流总是东岸冲刷的比西岸更加厉害等等。
但是能够找到他们明显的共同点,这些现象都是发生在北半球的。
,针对猜想1,较容易验证这个猜想的正误,可以换一个浴缸或盥洗台,比较所有的出水口现象是否未发生改变。
若每个出水口形成的漩涡方向不尽相同,则可以初步判定这个猜想是正确的。
若每个出水口形成的漩涡都相同,则可以排除这个猜想。
对于猜想2,我们知道月球绕地球的轨迹是一个近似椭圆的轨道。
而结合潮汐的周期我们也能发现,月球对地球表面物体的引力斥力是有一定的周期性的,这个力不会一直存在。
下图显示同一个地方出现月球对地表物体的力需要29.5天。
所以对于这种一直存在且很稳定的现象,月球对于地表物体的力这个理论是无法解释的。
因此可以排除猜想2.对于猜想3,因为地球的自转是自西向东的,所以对于北半球和南半球来说,地转偏向力应该就地理位置来讨论。
对于北半球来说,自西向东就给予了地表物体一个逆时针方向的偏转力;对于南半球来说,自西向东则给予了地表物体一个顺时针方向的偏转力。
地球自转影响下,地球上各种想做直线运动的东西都会受到影响。
查阅资料可以知道,这其中和速度方向垂直的部分叫地转偏向力,或者科里奥历力。
估算科里奥历力的影响很容易:F’=-2mW*v’,其加速度大小就是|F’/m|=2Wv’。
地球偏转力
地球上水平运动的物体,无论朝着哪个方向运动,都会发生偏向:在北半球向右偏,在南半球向左偏,这种现象称作地球自转偏向力。
物体静止时,不受地转偏向力的作用,地转偏向力是地球自转运动影响的结果,当物体运动时,由于其本身的惯性作用,总是力图保持其原来的运动方向和运动速度,地转偏向力的方向同物体运动的方向相垂直,并且对物体的运动方向产生一定影响,使之向右或向左偏转。
地球自转的线速度各地不同,在北半球,当气流自北向南运动时,即从自转速度较小的纬度吹向自转线速度较大的纬度,这时,气流会偏离始发时的经线,发生向右偏,即原来的北风逐渐转变为东北风;其他情形也是同样的道理。
在赤道上作水平运动的物体不会发生偏向现象,因为赤道上的自转偏向力为零。
风在气压梯度力的作用下吹起来了。
可是出人意料,风一旦起步行走,却并不朝着气压梯度力所指的方向从高压一边直接迈向低压一边,而是不断地偏转它的方向,在北半球向右偏转,在南半球则向左偏转。
这是无数次观测早已证明了客观事实。
可见,一定还有一种什么力量从风的一侧拉着它转向。
经过人们深入实践和研究,这种力终于找到了。
这就是地转偏向力。
这个名称的本身就已告诉我们:促使风向发生偏转的力量原来是因为地球自转而引起的。
在不停地旋转着的地球上,受地转偏向力作用的不仅是风,一切相对于地面运动着的物体都受到它的作用,不过因为地转偏向力和物体受到的其他力比较起来极为渺小,不为人们觉察罢了。
尽管如此,在经历了漫长的岁月以后,地转偏向力还是在地球上某些地方留下了它的痕迹。
人们发现,沿着水流的方向,在北半球,河流的右岸往往比左岸陡峭;在南半球,河流的左岸比右岸陡峭。
这是地转偏向力存在的一个见证。
这种水流对左右岸冲刷作用的差异是微不足道的,但河里的水日夜奔流,一千年,一万年,一亿年,就会显现出来的。
那末地球自转怎么会产生偏向力的呢?要解答这个问题,先来做一个实验:用纸板做一个圆盘,把圆盘的中心固定起来,使它能够转动,再准备一支铅笔、一把直尺就行了。
《地转偏向现象》海洋流动轨迹
《地转偏向现象》海洋流动轨迹在广袤无垠的地球表面,海洋占据了约 71%的面积。
海洋的流动,如同地球生命的脉搏,不断地跳动着,影响着全球的气候、生态和人类的生活。
而在这看似无规律的海洋流动中,有一种神秘的力量在悄然发挥着作用,那就是地转偏向现象。
地转偏向现象,也被称为科里奥利力,是由于地球自转而产生的。
想象一下,地球就像一个巨大的旋转木马,而我们都在上面随着它转动。
当物体在这个旋转的平台上运动时,就会受到一种看似奇怪的力的影响,导致它们的运动轨迹发生偏转。
对于海洋流动来说,地转偏向力的作用是至关重要的。
在北半球,海洋水流向右偏转;而在南半球,它们则向左偏转。
这种偏转看似微小,但在大规模的海洋流动中,却能产生巨大的影响。
让我们从海洋中的洋流说起。
比如,北大西洋暖流就是一个典型的例子。
它从墨西哥湾出发,带着温暖的海水一路向北。
由于地转偏向力的作用,其流动轨迹逐渐向右偏转,最终给欧洲西北部带来了相对温暖湿润的气候。
倘若没有地转偏向力,这股暖流可能就不会沿着现在的路径流动,欧洲的气候或许会变得更加寒冷和干燥。
再看南半球的西风漂流。
强劲的西风驱动着海水自西向东流动,但地转偏向力使其向左偏转,形成了环绕南极洲的环流。
这个环流对于南极洲的生态和气候有着重要的意义,它在一定程度上隔离了南极洲与外界温暖海水的交换,使得南极洲保持着极端寒冷的环境。
地转偏向力还对海洋中的漩涡产生影响。
在一些特定的海域,由于海水的流动和地形的作用,会形成漩涡。
而地转偏向力会使得这些漩涡的旋转方向具有一定的规律。
比如,在北半球,漩涡通常是逆时针旋转;在南半球,则是顺时针旋转。
海洋中的风暴,如台风和飓风,其移动路径也受到地转偏向力的影响。
在北半球,风暴通常向右侧偏转,而在南半球则向左侧偏转。
这对于预测风暴的路径和可能造成的影响至关重要,能够帮助人们提前做好防范措施,减少灾害带来的损失。
除了对海洋流动的直接影响,地转偏向力还间接地影响着海洋生态系统。
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漩涡与地转偏向力
浙江省余姚中学陈允文选自《物理教师》2009年第10期当脸盆中的水排空时会形成漩涡,为何会形成这个漩涡?我们通常的解释是:这是由于地球自转引起的地转偏向力在起作用。
在北半球,地转偏向力向右,引起气流向右偏。
南半球则向左。
所以北半球的气旋是逆时针的,南半球呈顺时针。
气旋如此,水流的漩涡也是如此,所以我们见到脸盆中的漩涡应该是逆时针的。
图1漩涡:水遇低洼处所形成的螺旋状水流
小时候读科普书,对这一说法深信不疑。
感叹自然的神奇并经常留意脸盆放水时形成的漩涡,有一次笔者惊奇的看到了一个顺时针的漩涡,一开始笔者怀疑自己记错了书上的解释,然后去翻书,书上明明写着北半球应该是逆时针呵!然后又怀疑那次是自己看走眼了。
直到反复几次确信既看到了有逆时针的也有顺时针的漩涡后,才知道上面那个解释其实是有问题的。
先让我们看看什么是地转偏向力。
这是在非惯性系中被引入的第三类惯性力,前两类为平动惯性力和惯性离心力,当物体相对于转动的参考系运动时,才引入此力。
我们知道,地球是由西向东旋转的,赤道地区旋转的线速度最大(约462m/s),随着纬度升高,线速度越来越小,到了极点减为零。
设想空气从低纬度地区向北极移动:最初,空气是具有与出发地相同的向东线速度的;当空气接近极点时,那儿的地面线速度为零,而这股空气却继续保持着它原本向东的速度(假设没有因为摩擦而损耗),于是它会相对于目的地的地表转向东面。
沿着空气前进的方向看就是向右偏转了,就好像受到了一个向右的力作用。
一个名叫科里奥利(Gaspard—Gustave Coriolis)的法国人在1835年最先用数学方法描述了这种力,所以科学界称之为科里奥利力。
科里奥利力是在所有转动参照系中都会出现的,在以地球为参照系时,我们通常也称它为地转偏向力。
科氏力的大小和方向与转动的角速度ω、物体相对与参照系速度v相、物体质量m有关,可表示为
f k*=2m v相×ω。
ω、v相、f k*形成右手螺旋(如图2)。
图2科氏力方向的判断
或写成:
f=2mvωsinφ
v为物体的水平运动速度分量,ω为地球自转的角速度,φ为地面上物体所处的纬度。
之所以要在这个“f k“上加“*”号,是因为它不是一个真正的力。
真正的力离不开受力物体和施力物体,但科里奥利力找不到施力物体。
它是在非惯性系中为了让牛顿力学规律仍然成立而假想的一个力。
物理学家们把它称作一种惯性力,也就是说是由于物体具有惯性而产生的。
图3按科氏力解释水流漩涡
现在我们可以解释为什么北半球的水流总有向右偏的倾向了。
我们通常认为地球是不动的,就算是物理学家做实验,在很多情况下都选取大地作为参考系。
但实际情况是地球在一刻不停地自转,地球其实是一个转动的非惯性系,任何运动的物体在地球这个非惯性参考系中都会受到惯性力——特别是科里奥利力的作用。
地球的ω的方向是从南极指向北极的,于是根据右手螺旋定则可以知道在北半球一切平行地面运动的物体受到一个指向它们运动方向右边的科里奥利力的作用,于是就向右偏转了。
同样的道理,在南半球平行地面运动的物体受到的科里奥利力向左。
地转偏向力是否真的决定了水流漩涡的方向?
首先,实际的观察是不支持这一观点的。
因为按照科氏力去解释漩涡,那么北半球的确只能看到逆时针的了。
但是如果你真的留意你的洗脸盆中流走的水的话,一段时间后你一定会和我一样惊奇地发现它们有时成顺时针(如图1),有时成逆时针,而有时却并没有显出特别清楚的方向就流走了。
每个人都可轻易地在自家的洗手间来验证这一点!
地球自转的作用其实是很微弱的。
我们只要稍微估算一下就会知道水流漩涡产生的原因是不是科里奥利力:假设放水时水流冲向出水口的速度达到10m/s,那么即使在两极地区,水流受到的由于科里奥利力产生的加速度也只有1.45×10-3m/s2。
如果水盆的直径有1m,那
么水流从边缘到达中心的时候由于科里奥利力产生的偏转大概只有1.8×10-6m,这根本就产生不出肉眼能看得出的效应,况且你会发现有时这漩涡是那么强烈,那一定不会是科氏力所引起的。
其实我们可以想象,如果科氏力会这么强烈的影响水流漩涡,那么我们平时踢足球、打台球时也必定会受到科氏力的影响,但即使是最顶尖的斯诺克选手,在出杆时也丝毫不会考虑科氏力带来的影响。
事实上,决定水流漩涡的主要原因之一是盆中水体原本的扰动。
若水一开始有一点点顺时针旋转,那么随着水逐渐漏掉,由于角动量守恒角速度势必就会增加,就像滑冰运动员收缩身体让转动加快一样,我们也就会看到水流漩涡了。
为了证实这一点你可以在脸盆中有意搅动使水有顺时针或逆时针转动再拔去塞子,你会看到形成的漩涡方向一定和初始流向一致。
如果你把水静置十几分钟以消除原有扰动再轻轻拔去塞子的话,你还会发现水流并没有形成明显的漩涡就直接排空了,因为初始角动量为零。
另外一个影响水流漩涡的主要因素是水盆的构造。
象抽水马桶,它们产生漩涡的原因多半是由于它们自身的构造决定的。
有的马桶就是设计成漩涡式冲水的,这样的话无论你把它挪到地球上什么地方它都只能产生同一方向的漩涡。
而对于一般的排水口,由于结构,有时候它们会偏好形成某个方向的漩涡,而更多的时候是两种旋转方向的漩涡都会出现。
这么微弱的地转偏向力能带来什么影响?要看到一个微弱的力产生的效果,最好的方法就是延长作用时间。
在季风、气旋的形成移动过程中,往往需要几天、几周的时间,在这样的一段时间里,微弱但持续的科里奥利加速度足以使风向产生明显的变化,所以我们在北半球看到的气旋、台风都是逆时针的(如图4)。
另外,科氏力也影响到了大型的河流在数千年的流淌中对两岸的冲刷。
北半球右岸往往比左岸陡峭。
在一战期间,德军用他们引以自豪的射程为113km的大炮轰击巴黎时,也受到了科里奥利力的捉弄,懊恼地发现炮弹总是向右偏离目标。
直到那时为止,人们从没担心过科里奥利力的影响,因为他们从没有这样远距离的开火。
另外,还有人认为,科氏力也影响到了火车铁轨的磨损程度,北半球右轨要比左轨磨损厉害一些,不过这样的铁路得有个条件,就是这条铁路只开一个方向的列车。
如果不是单向行驶的话,来的时候这边是右,回去的时候就是左了,所以磨损还是一样的。
图4
总之,地转偏向力是微弱的,它的确能影响长时间远距离运动的物体。
但是它远不足以影响到盆中水流的漩涡,漩涡方向和地理位置也没有必然联系,主要是取决于水流初始状态或水盆的结构。