科学|到底能不能在马桶里看到科氏力的漩涡?

出品:科普中国
制作:城明辰
监制:中国科学院计算机网络信息中心
地球上 , 有十分之一的人眼中的日常现象其实和我们大部分人并不一样 。
比如 , 他们看不到北极星 , 他们看到的台风(“旋风”)是顺时针转的 , 他们看到陡峭河岸往往位于河流的左侧......
因为 , 他们生活在南半球 。 与此相对的 , 北半球大陆的面积比南半球大得多 , 承载着世界上近90%的人口 。
由于分属于南北两个半球 , 地球上的一些自然现象却呈现出相反的规律 , 这背后最为我们熟知的原因就是地转偏向力(科氏力) 。
被误解的地转偏向力
在地理课本中 , 科氏力又被称为地转偏向力 。
提到科氏力 , 许多人往往将它和地球的自旋关联起来 , 但实际上 , 纯粹的“地转偏向力”并不存在 , 这两个力在英文中只有一个统一的名称“Coriolis force” 。
物理学中认为 , 包括地球在内的任何自身旋转物体 , 都有可能会产生科氏力 。
科氏力来源于一位法国工程师——古斯塔夫?贾斯帕德?科里奥利(Gustave Gaspard de Coriolis) , 他在研究水轮旋转的能量转化时发现了它 , 科氏力之名也由此而来 。 起初 , 科氏力和大气以及地球的自转“八竿子打不着” , 它们分别应用在各自的领域中 。

科学|到底能不能在马桶里看到科氏力的漩涡?
科氏力最初是由科里奥利在水轮上发现的(图片来源:amatterofind)和离心力类似 , 在严格的物理定义中 , 科氏力并不是实际存在的作用力 , 它是为了与当地参考系保持一致而引入的一种效应(科氏效应) 。
虽然“不存在” , 但由于科氏力的概念易于理解 , 因此被广为流传、广泛应用 。
在地球上 , 几乎所有水平运动的物体都会受到科氏力的作用(除了在赤道上的物体) , 当它沿着一条直线移动时 , 随着距离的增加 , 它的轨迹逐渐发生了弯曲 。
“不识庐山真面目 , 只缘身在此山中” , 从某种意义上来说 , 运动物体眼中的直线是以其脚下的地面为参考系的 , 而在旁人的眼中 , 由于地球的自转 , 这条直线其实一开始就是一条曲线 。
是不是有点难以理解?
伽利略在提出相对性原理时举过这样一个例子:假设在一个平静的湖面上 , 有一艘匀速直线行驶的大船 , 将所有的窗户都关上 。 那么 , 船上的人是否能分辨出这艘船是静止的 , 还是匀速直线运动的?

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