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科里奧利儀表如何工作以及背后的物理原理是什么
發(fā)布日期：2021-05-06 13:53:05 來源： 作者： 瀏覽次數(shù)：
【導(dǎo)讀】：從字面上講，科里奧利效應(yīng)用于解釋地理類別中的風(fēng)向偏轉(zhuǎn)。但是，在過程自動(dòng)化領(lǐng)域，自動(dòng)化工程師將立即開始考慮科里奧利流量計(jì)。本文詳細(xì)解釋了此概念。......
從字面上講，科里奧利效應(yīng)用于解釋地理類別中的風(fēng)向偏轉(zhuǎn)。但是，在過程自動(dòng)化領(lǐng)域，自動(dòng)化工程師將立即開始考慮科里奧利流量計(jì)。本文詳細(xì)解釋了此概念。
科里奧利效應(yīng)是什么？
即使我們可能已經(jīng)忘記了科里奧利效應(yīng)，但我們確實(shí)記得牛頓的運(yùn)動(dòng)定律。 非常好運(yùn)動(dòng)定律，也稱為慣性定律，規(guī)定如果沒有外力影響，物體將保持在同一狀態(tài)，靜止或均勻地沿直線運(yùn)動(dòng)。在這里要記住的重要點(diǎn)-直線。
再次讓您想到法律了嗎？但是，該定律僅適用于慣性參考系。如果我們有旋轉(zhuǎn)框架怎么辦？她的位置就是科里奧利效應(yīng)的發(fā)源地。我們將通過一個(gè)例子來說明這一點(diǎn)。
假設(shè)我們正在與一個(gè)旋轉(zhuǎn)木馬的朋友一起玩，而朋友在中間，而我們?cè)谕鈬�。出于本示例的目的，我們將說此刻沒有風(fēng)，這意味著沒有外力干擾球的路徑。
旋轉(zhuǎn)木馬還在，我們的朋友向我們?nèi)忧�。在沒有風(fēng)干擾的情況下，球從旋轉(zhuǎn)木馬的中心沿直線一直飛向我們�，F(xiàn)在，當(dāng)我們的朋友向我們?nèi)忧驎r(shí)，它仍然會(huì)在慣性參考系中成一直線。
但是，從旋轉(zhuǎn)角度看，球會(huì)彎曲。這條曲線就是我們所說的科里奧利效應(yīng)。
通過分析示例，我們可以看到科里奧利力描述了一個(gè)感知問題。球仍然是筆直的，但是我們看到它正在彎曲，因?yàn)槲覀冊(cè)谝苿?dòng)。由于沒有實(shí)際力影響球，因此現(xiàn)在很多人稱其為科里奧利效應(yīng)，而不是力。但是出于數(shù)學(xué)目的，我們?nèi)匀环Q科里奧利力為慣性力或虛擬力。
盡管沒有力影響旋轉(zhuǎn)木馬中的球軌跡，但我們和我們?cè)谛D(zhuǎn)框架中的朋友看到它正在彎曲。我們可以在此處計(jì)算加速度，因?yàn)榍虻膽T性與（a）球在直線上的速度和（b）旋轉(zhuǎn)木馬旋轉(zhuǎn)的速度成正比。
我們將其稱為科里奧利加速度，并使用以下公式對(duì)其進(jìn)行揭示：
a c = 2 *ω* v
a c =科里奧利加速度
ω=旋轉(zhuǎn)速度（旋轉(zhuǎn)木馬）
v =垂直于旋轉(zhuǎn)軸的速度（直線的球）
如果我們回到牛頓運(yùn)動(dòng)定律，特別是第二定律，我們可以發(fā)現(xiàn)力與加速度之間的關(guān)系：
F = m * a
F =力
m =質(zhì)量
a =加速度
因此，當(dāng)我們將物體的質(zhì)量乘以物體的兩側(cè)（在本例中為球），并用科里奧利公式代替加速度時(shí)，我們可以用所得公式找到科里奧利力：
F c = m * 2 *ω* v
非常后，科里奧利力與角速度，旋轉(zhuǎn)速度和質(zhì)量成正比。這就是為什么我們可以使用科里奧利流量計(jì)作為質(zhì)量流量計(jì)的原因。
科里奧利效應(yīng)的其他應(yīng)用
我們使用旋轉(zhuǎn)木馬的例子來說明效果。但是，我們還有另一個(gè)非常大的對(duì)象，該對(duì)象也通過繞軸旋轉(zhuǎn)來創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)參考系。
氣象學(xué)家利用科里奧利效應(yīng)。風(fēng)從兩極（高壓系統(tǒng)）吹向赤道（低壓系統(tǒng)）。但是，它們?cè)诔嗟捞幍囊苿?dòng)速度要比極點(diǎn)處的移動(dòng)快，這是因?yàn)槌嗟乐械哪硞�(gè)點(diǎn)必須在24小時(shí)內(nèi)移動(dòng)到比其中一個(gè)極點(diǎn)附近的點(diǎn)更遠(yuǎn)的位置。
科里奧利對(duì)地球的影響
大英淮安市三暢儀表有限公司全書
因此，讓我們?cè)俅位叵胍幌滦D(zhuǎn)木馬的示例，但以地球?yàn)樾D(zhuǎn)框架。如果我們?cè)诒睒O向赤道上的朋友扔一個(gè)球，那么軌跡將看起來像是正確的曲線，因?yàn)樗男羞M(jìn)速度比我們快。
如果我們的朋友向后扔球，那么在他看來球也會(huì)向右彎曲，因?yàn)槲覀儽人Ｒ虼�，由于科里奧利效應(yīng)，南半球的風(fēng)向左偏斜，而北半球的風(fēng)向右偏。
過去，導(dǎo)航員利用這種效應(yīng)來預(yù)測(cè) 影響歐洲和南美之間旅行的所謂貿(mào)易風(fēng)。飛機(jī)和火箭也會(huì)經(jīng)歷這種情況，因此飛行員在長(zhǎng)距離飛行時(shí)必須考慮地球的自轉(zhuǎn)。如果他們?cè)噲D在兩個(gè)地方之間直線行駛，他們很可能會(huì)錯(cuò)過目標(biāo)！
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