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科里奥利仪表如何工作以及背后的物理原理是什么

发布日期:2021-05-06 13:53:05  来源:  作者:  浏览次数:
【导读】:从字面上讲,科里奥利效应用于解释地理类别中的风向偏转。但是,在过程自动化领域,自动化工程师将立即开始考虑科里奥利流量计。本文详细解释了此概念。......

        从字面上讲,科里奥利效应用于解释地理类别中的风向偏转。但是,在过程自动化领域,自动化工程师将立即开始考虑科里奥利流量计。本文详细解释了此概念。

 
科里奥利效应是什么?
        即使我们可能已经忘记了科里奥利效应,但我们确实记得牛顿的运动定律。 非常好运动定律,也称为惯性定律,规定如果没有外力影响,物体将保持在同一状态,静止或均匀地沿直线运动。在这里要记住的重要点-直线。
科里奥利力:科里奥利流量计的物理原理
        再次让您想到法律了吗?但是,该定律仅适用于惯性参考系。如果我们有旋转框架怎么办?她的位置就是科里奥利效应的发源地。我们将通过一个例子来说明这一点。
 
        假设我们正在与一个旋转木马的朋友一起玩,而朋友在中间,而我们在外围。出于本示例的目的,我们将说此刻没有风,这意味着没有外力干扰球的路径。
 
        旋转木马还在,我们的朋友向我们扔球。在没有风干扰的情况下,球从旋转木马的中心沿直线一直飞向我们。现在,当我们的朋友向我们扔球时,它仍然会在惯性参考系中成一直线。
 
        但是,从旋转角度看,球会弯曲。这条曲线就是我们所说的科里奥利效应。
 
        通过分析示例,我们可以看到科里奥利力描述了一个感知问题。球仍然是笔直的,但是我们看到它正在弯曲,因为我们在移动。由于没有实际力影响球,因此现在很多人称其为科里奥利效应,而不是力。但是出于数学目的,我们仍然称科里奥利力为惯性力或虚拟力。
 
 尽管没有力影响旋转木马中的球轨迹,但我们和我们在旋转框架中的朋友看到​​它正在弯曲。我们可以在此处计算加速度,因为球的惯性与(a)球在直线上的速度和(b)旋转木马旋转的速度成正比。
 
我们将其称为科里奥利加速度,并使用以下公式对其进行揭示:
 
a c  = 2 *ω* v
 
a c  =科里奥利加速度
ω=旋转速度(旋转木马)
v =垂直于旋转轴的速度(直线的球)
如果我们回到牛顿运动定律,特别是第二定律,我们可以发现力与加速度之间的关系:
 
F = m * a
 
F =力
m =质量
a =加速度
        因此,当我们将物体的质量乘以物体的两侧(在本例中为球),并用科里奥利公式代替加速度时,我们可以用所得公式找到科里奥利力:
 
        F c  = m * 2 *ω* v
 
        非常后,科里奥利力与角速度,旋转速度和质量成正比。这就是为什么我们可以使用科里奥利流量计作为质量流量计的原因。
 
科里奥利效应的其他应用
        我们使用旋转木马的例子来说明效果。但是,我们还有另一个非常大的对象,该对象也通过绕轴旋转来创建旋转参考系。
 
气象学家利用科里奥利效应。风从两极(高压系统)吹向赤道(低压系统)。但是,它们在赤道处的移动速度要比极点处的移动快,这是因为赤道中的某个点必须在24小时内移动到比其中一个极点附近的点更远的位置。
 
科里奥利对地球的影响 
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        因此,让我们再次回想一下旋转木马的示例,但以地球为旋转框架。如果我们在北极向赤道上的朋友扔一个球,那么轨迹将看起来像是正确的曲线,因为他的行进速度比我们快。
 
        如果我们的朋友向后扔球,那么在他看来球也会向右弯曲,因为我们比他慢。因此,由于科里奥利效应,南半球的风向左偏斜,而北半球的风向右偏。
 
        过去,导航员利用这种效应来预测 影响欧洲和南美之间旅行的所谓贸易风。飞机和火箭也会经历这种情况,因此飞行员在长距离飞行时必须考虑地球的自转。如果他们试图在两个地方之间直线行驶,他们很可能会错过目标!

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