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标题: 关于殖民卫星的问题 [打印本页]

作者: 琳玛奥 时间: 2007-6-15 14:15 标题: 关于殖民卫星的问题

资料上一直说是依靠自转来提供重力，但是一直不理解，如果是依靠离心力的话，那么提供这个力的是否摩擦力？

作者: darkking1200 时间: 2007-6-15 14:26

GOGO

科裏奧氏力

作者: 琳玛奥 时间: 2007-6-15 14:27

和米粒子一样是属于现实中没有的东西？

作者: darkking1200 时间: 2007-6-15 14:29

錯了，是現代物理學下的東西

這個是實際存在的哦

作者: 琳玛奥 时间: 2007-6-15 14:32

麻烦给个说明

虽然大概我听不懂

作者: darkking1200 时间: 2007-6-15 14:35

科里奧利力或又簡稱為科氏力，是對旋轉體系中進行直線運動的質點由於慣性相對於旋轉體系產生的直線運動的偏移的一種描述。

概述

認識歷史

科里奧利力是以牛頓力學為基礎的。1835年，法國氣象學家科里奧利提出，為了描述旋轉體系的運動，需要在運動方程中引入一個假想的力，這就是科里奧利力。引入科里奧利力之後，人們可以像處理慣性系中的運動方程一樣簡單地處理旋轉體系中的運動方程，大大簡化了旋轉體系的處理方式。由於人類生活的地球本身就是一個巨大的旋轉體系，因而科里奧利力很快在流體運動領域取得了成功的應用。

物理學中的科里奧利力

科里奧利力來自於物體運動所具有的慣性，在旋轉體系中進行直線運動的質點，由於慣性的作用，有沿著原有運動方向繼續運動的趨勢，但是由於體系本身是旋轉的，在經歷了一段時間的運動之後，體系中質點的位置會有所變化，而它原有的運動趨勢的方向，如果以旋轉體系的視角去觀察，就會發生一定程度的偏離。

如右圖所示，當一個質點相對於慣性系做直線運動時，相對於旋轉體系，其軌跡是一條曲線。立足於旋轉體系，我們認為有一個力驅使質點運動軌跡形成曲線，這個力就是科里奧利力。

根據牛頓力學的理論，以旋轉體系為參照系，這種質點的直線運動偏離原有方向的傾向被歸結為一個外加力的作用，這就是科里奧利力。從物理學的角度考慮，科里奧利力與離心力一樣，都不是真實存在的力，而是慣性作用在非慣性系內的體現。

科里奧利力產生的影響

在地球科學領域

由於自轉的存在，地球並非一個慣性系，而是一個轉動參照系，因而地面上質點的運動會受到科里奧利力的影響。地球科學領域中的地轉偏向力就是科里奧利力在沿地球表面方向的一個分力。地轉偏向力有助於解釋一些地理現象，如河道的一邊往往比另一邊沖刷得更厲害。

傅科擺

擺動可以看作一種往複的直線運動，在地球上的擺動會受到地球自轉的影響。只要擺面方向與地球自轉的角速度方向存在一定的夾角，擺面就會受到科里奧利力的影響，而產生一個與地球自轉方向相反的扭矩，從而使得擺面發生轉動。1851年法國物理學家傅科預言了這種現象的存在，並且以實驗證明了這種現象，他用一根長67米的鋼絲繩和一枚27千克的金屬球組成一個單擺，在擺垂下鑲嵌了一個指針，將這個巨大的單擺懸掛在教堂穹頂之上，實驗證實了在北半球擺面會緩緩向右旋轉。由於傅科首先提出並完成了這一實驗，因而實驗被命名為傅科擺實驗。

信風與季風

地球表面不同緯度的地區接受陽光照射的量不同，從而影響大氣的流動，在地球表面延緯度方向形成了一系列氣壓帶，如所謂「極地高氣壓帶」、「副極地低氣壓帶」、「副熱帶高氣壓帶」等。在這些氣壓帶壓力差的驅動下，空氣會沿著經度方向發生移動，而這種沿經度方向的移動可以看作質點在旋轉體系中的直線運動，會受到科里奧利力的影響發生偏轉。由科里奧利力的計算公式不難看出，在北半球大氣流動會向右偏轉，南半球大氣流動會向左偏轉，在科里奧利力、大氣壓差和地表摩擦力的共同作用下，原本正南北向的大氣流動變成東北－西南或東南－西北向的大氣流動。

隨著季節的變化，地球表面延緯度方向的氣壓帶會發生南北漂移，於是在一些地方的風向就會發生季節性的變化，即所謂季風。當然，這也必須牽涉到海陸比熱差異所導致氣壓的不同。

科里奧利力使得季風的方向發生一定偏移，產生東西向的移動因素，而歷史上人類依靠風力推動的航海，很大程度上集中於延緯度方向，季風的存在為人類的航海創造了極大的便利，因而也被稱為貿易風。

熱帶氣旋

熱帶氣旋(北太平洋上出現的稱為颱風) 的形成也受到科里奧利力的影響。驅動熱帶氣旋運動的原動力一個低氣壓中心與周圍大氣的壓力差，周圍大氣中的空氣在壓力差的驅動下向低氣壓中心定向移動，這種移動受到科里奧利力的影響而發生偏轉，從而形成旋轉的氣流，這種旋轉在北半球沿著逆時針方向而在南半球沿著順時針方向，由於旋轉的作用，低氣壓中心得以長時間保持。

對分子光譜的影響

科里奧利力會對分子的振動轉動光譜產生影響。分子的振動可以看作質點的直線運動，分子整體的轉動會對振動產生影響，從而使得原本相互獨立的振動和轉動之間產生耦合，另外由於科里奧利力的存在，原本相互獨立的振動模之間也會發生能量的溝通，這種能量的溝通會對分子的紅外光譜和拉曼光譜行為產生影響。

科里奧利力的應用

人們利用科里奧利力的原理設計了一些儀器進行測量和運動控制。

質量流量計

質量流量計讓被測量的流體通過一個轉動或者振動中的測量管，流體在管道中的流動相當於直線運動，測量管的轉動或振動會產生一個角速度，由於轉動或振動是受到外加電磁場驅動的，有著固定的頻率，因而流體在管道中受到的科里奧利力僅與其質量和運動速度有關，而質量和運動速度即流速的乘積就是需要測量的質量流量，因而通過測量流體在管道中受到的科里奧利力，便可以測量其質量流量。

應用相同原理的還有粉體定量給料秤，在這裡可以將粉體近似地看作流體處理。

陀螺儀

旋轉中的陀螺儀會對各種形式的直線運動產生反映，通過記錄陀螺儀部件受到的科里奧利力可以進行運動的測量與控制。

GOGO上就有啊

作者: darkking1200 时间: 2007-6-15 14:46

Mobile Suit Gundam：High Frontier裏面對于殖民地內的重力模擬的相關章節

The Gravity of the Situation
重力的规则
重力是通过线性加速度模拟产生的，不过却也带来了一些有趣的副作用。由于重量是加速度造成的，顺着旋转方向向东方（下旋方向）走会让一个人体重增加，走起来的感觉似乎象是在爬山，这是因为除了一个人前进运动的加速度以外，还加上了殖民卫星本身的线性加速度。相对而言，逆着旋转方向向西走（上旋方向）将会让一个人体重降低，走起来感觉则好象是在下山，因为一个人前进运动的加速度与殖民卫星本身标准的线性加速度相互抵消了。向轴线方向移动将减少一个人的体重，因此对于居住在两层建筑里的人们来说，在楼上将比在楼下体重“轻”½% (5‰)。正如上述所提到的，这种下降是成对数的，因此一座超过500层高的建筑重，这种效果将会非常的显著。不过，高处的房间和其他高层建筑将由于这种过大的科里奥效应（Coriolis effects）而显示出一些奇怪的特性。

地心引力与地球重力并不相同，因为你的头部较你的脚旋转得更慢一些，因此头部还承受着潮汐力。于是，简单的运动变得复杂，而眼睛则被欺骗了。点头或摇头将产生一个虚假的运动感觉，这与一个人站在正在退潮的波浪表面的感觉相似，因为人们对方向的判断依靠人们相对于旋转方向的方位。任何头部的突然运动都可能会导致眩晕和运动病，比如一个简单的点头或摇头动作。这是因为，当头部伸出旋转的平面时，地球自转偏向力（Coriolis forces）对耳朵的半规管会产生一种复合向心的加速度。

根据上述1977年NASA方案的研究结果，地球自转偏向力会造成这样的结果，一个人跳起55厘米（22英寸）高，落地时将位于上旋方向5.3厘米处——大约10%的距离错位。

运动将更为复杂。一个向任意方向抛出去的球都将转向上旋方向，正如任何自由坠落的液体一样（“你不要向转着的方向吐东西！”[“You don’t spit into the spin!”]）。，由于有这个上旋方向的转向，因此一个人无法直上直下的跳起并落下。一个向下旋方向的跳跃可能会落到开始位置的后面，而无论是向殖民卫星的哪一端沿着旋转轴线的跳跃，一个向上旋方向的跳跃都将比它要远上两倍。

所有地表的水，象人造河流和蒸气，都会流向上旋方向，事实上，有时候甚至还会向山上流动。落下的水同样会向下旋方向旋转，变成形状怪异（以平常的眼光来看）的喷泉和瀑布。同样，气流的运动，无论如何，也不会是那么简单明了的。

作者: zeek 时间: 2007-6-15 17:01

AE的资料查询帖清阅读。

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