科氏加速度與科氏慣性力試驗

1、科氏加速度與科氏慣性力實驗在一般情況下，牛頓定律只能應用丁慣性坐標系，因此，在工程實際中都假定地球是靜止不動的。而實際上，即使不考慮地球每年繞太陽一周的公轉(zhuǎn)運動,地球也還有每晝夜自轉(zhuǎn)一周的自轉(zhuǎn)運動， 這就使得當考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時， 運動的物體除受到重力的作用外，還將受到另一種力的作用，即科氏慣性力的作用本實驗就是為了驗證科氏慣性力的存在而設計的、實驗目的觀察科氏慣性力的存在現(xiàn)象，了解產(chǎn)生科氏加速度的原因?qū)嶒瀸ο髨A盤皮帶輪上的皮帶、實驗儀器及工作原理1.實驗儀器科氏慣性力演示儀2.工作原理科氏慣性力主要是由坐標系的轉(zhuǎn)動與物體在動坐標系中的相對運動引起的，具體表達式為Fg = -m瓦=-m(2皿

2、e xv ),式中Fg表小科氏慣性力,m表示運動物體的質(zhì)量，ac表示科氏加速度，oe表示坐標系轉(zhuǎn)動的牽連角速度，vr表示物體相對丁動坐標系的相對運動速度科氏慣性力演示儀就是利用上述原理設計的。首先在固定支架上建立了一個可轉(zhuǎn)動的圓盤，此圓盤轉(zhuǎn)速定，但可以改變轉(zhuǎn)動方向。圓盤上裝有兩個小電機,并由皮帶相連接，通過按動不同的按鈕，電機可改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動的方向。 設動坐標系與圓盤相固連，。e就是圓盤的轉(zhuǎn)動角速度，皮帶在小電機的帶動下所作的運動為相對運動，Vr就是皮帶的相對運動速度。(1)當圓盤轉(zhuǎn)動而皮帶不動時，雖然有動坐標系的轉(zhuǎn)動而沒有相對運動，此時 沒有科氏慣性力產(chǎn)生。(2) 當圓盤不轉(zhuǎn)動而皮帶作直線運

3、動時，因只有相對運動而沒有動坐標系的轉(zhuǎn) 動，此時也沒有科氏慣性力產(chǎn)生。(3) 當圓盤轉(zhuǎn)動，同時皮帶也作直線運動時，由丁動坐標系的轉(zhuǎn)動和動點在動坐標系上的相對運動，即產(chǎn)生了科氏慣性力，它促使皮帶向中間靠攏或分開(它 決定丁功e、斜的方向)。(4) 改變相對運動速度的大小和方向，可以改變皮帶向中間靠攏或分開的大小四、實驗步驟1 .仔細檢查儀器的設置狀態(tài)，皮帶在圓盤上的位置，打開電源總開關(guān)。2. 設置只有動坐標系的轉(zhuǎn)動而沒有相對運動的狀況，觀察皮帶中點的位置。3. 設置沒有動坐標系的轉(zhuǎn)動只有相對運動的狀況，觀察皮帶中點的位置。4. 設置既有動坐標系的轉(zhuǎn)動乂有相對運動的狀況，觀察皮帶中點的位置。5. 在上述情況下，改變動坐標系轉(zhuǎn)動的方向，觀察皮帶中點的位置。6. 改變相對運動速度的大小和方向，觀察皮帶中點位置的變化和大小。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)(動坐標系的轉(zhuǎn)速和方向；相對速度的大小和方向等。)7. 關(guān)閉電源。五、實驗報告1 .根據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象，(1) 畫出皮帶中