求詳解科里奧利力?

01-16

為什麼北半球不管往哪個方向收到的科里奧利力都是偏右呢
如果按照地球不同緯度線速度不同的解釋那不是應該只有往北才會偏右北半球往南飛也是偏左才對
那為什麼不是這樣呢？

科氏力究竟為何產生？

因為我們選定了一個旋轉參考系。

在這個參考系中靜止物體首先都會受到一個離心力【不要隨便引用這個概念】，並且這個力是沒有施力物體的，大小為F=mrω2，方向背離向心方向。

以上是靜止的情況，一旦這個物體動了起來，情況就會不一樣了。這個物體還會收到一個同樣沒有施力物體的力，而且這個力的大小為F=－2mrω2，而此力的方向是速度v叉乘角速度ω。這個力就是科氏力。

兩個矢量叉乘如何確定方向？很簡單用右手螺旋定則。右手伸向一個矢量方向，然後握向另一個矢量，此時大拇指方向為叉乘後方向。

如上圖，伸向速度方向，握向角速度方向，拇指為科氏力方向。

然後的問題就是角速度方向了。角速度方向同樣是由右手螺旋確定。直接用右手向轉動的方向握，大拇指指向角速度方向。

如上圖，彎箭頭為轉動方向，即直箭頭為角速度方向。

所以現在我們來考慮地球。

地球是自西向東轉的，所以角速度指向地理北極。

此時在北半球的表面上，角速度的垂直分量指向天空。所有我們往任何一個方向走都是向自己的面前伸出手，握的時候都是握向天空，即大拇指指向右，不管怎麼走都是這麼握，都是指向速度的右邊。

同樣在南半球角速度的垂直分量指向地面，同樣我們往任何一個方向走都是向自己的面前伸出手，握的時候都是握向地面，即大拇指指向左，不管怎麼走都是這麼握，都是指向速度的左邊。

這就是科氏力，也就是我們常說的地轉偏向力，這也解釋了為什麼在北半球地轉偏向力總是向行動方向的右邊，南半球總是向行動方向的左邊，而赤道上沒有地轉偏向力。

p.s科氏力純粹是因為選擇旋轉參考系而出現的一種完全由數學推導出來的力。

p.s.s以上只是把判斷方法寫出來，其中的數學推導都略去，題主有興趣可以自己推導一番，也是極具樂趣的。

1、牛頓運動定律「適用範圍是經典力學範圍，適用條件是質點、慣性參考系以及宏觀、低速運動問題」。
內容：

牛一：任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止；

牛二：F=ma；

牛三：相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。（來源：百度百科）

2、科氏力（地轉偏向力）的出現：「固定在地球上且與地球一同轉動」的都是旋轉參考系（非慣性參考系，但最符合人們日常的觀察認知）。在這樣的旋轉參考系中，牛頓三大定律是不適用的。但根據絕對速度=相對速度+牽連速度，我們可以得到一個形式為 a(a)=a(r)+ 2xΩxV(r) - Ω^2xR 的等式。【a(a)：絕對加速度；a(r)：相對加速度；Ω：地球自轉角速度；R：質點到地軸的距離】

於是a(r)=a(a) - 2xΩxV(r) - Ω^2xR。--------------#

哎？乾脆把「- 2xΩxV(r)」和「- Ω^2xR」也當成加速度好了。

這樣我們就有了一個新的概念：視示力。視示力是虛擬的力，「是地球旋轉效應的反映」，或者說：（站在地球上並且跟著地球一起旋轉的人）看起來，好像有這麼一個「力」存在呢。這樣一看，#式似乎又具備 F=ma 的形式了！棒棒的！- Ω^2xR 就叫（單位質量氣團受到的）慣性離心力吧！ - 2xΩxV(r) 就以發現這個現象的科學家科里奧利來命名好了！

從科氏力的定義 Fc=- 2xΩxV(r) 出發，我們可以得到它的大小：隨緯度變化而變化；方向：與V垂直，北半球向右，南半球向左。

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個人認為：科氏力更像是針對旋轉參考系，以 牛頓定律的形式 定義的「修正項」。

（2017.2.2）

於是：非要用牛頓定律的「慣性」概念，來解釋不適用牛頓定律的旋轉參考系裡、僅僅具有加速度（牛頓第二定律）形式的「修正項」，就說不通了。

（2017.6.20）

之前在回答歐拉加速度與歐拉力的推導中也包括科里奧利力的數學推導，如果有興趣想了解一下的話可以看一看。

非勻速旋轉參照系中歐拉加速度和歐拉力如何推導? - 陳江南的回答 - 知乎 https://www.zhihu.com/question/35135663/answer/267610144

和你的速度方向有關