科氏加速度與科氏慣性力試驗(yàn)

1、科氏加速度與科氏慣性力實(shí)驗(yàn)在一般情況下，牛頓定律只能應(yīng)用丁慣性坐標(biāo)系，因此，在工程實(shí)際中都假定地球是靜止不動(dòng)的。而實(shí)際上，即使不考慮地球每年繞太陽(yáng)一周的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),地球也還有每晝夜自轉(zhuǎn)一周的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 這就使得當(dāng)考慮地球自轉(zhuǎn)的影響時(shí)， 運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)就是為了驗(yàn)證科氏慣性力的存在而設(shè)計(jì)的、實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠^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?yàn)對(duì)象圓盤皮帶輪上的皮帶、實(shí)驗(yàn)儀器及工作原理1.實(shí)驗(yàn)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(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)與物體在動(dòng)坐標(biāo)系中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的，具體表達(dá)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(yùn)動(dòng)物體的質(zhì)量，ac表示科氏加速度，oe表示坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)的牽連角速度，vr表示物體相對(duì)丁動(dòng)坐標(biāo)系的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度科氏慣性力演示儀就是利用上述原理設(shè)計(jì)的。首先在固定支架上建立了一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤，此圓盤轉(zhuǎn)速定，但可以改變轉(zhuǎn)動(dòng)方向。圓盤上裝有兩個(gè)小電機(jī),并由皮帶相連接，通過(guò)按動(dòng)不同的按鈕，電機(jī)可改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 設(shè)動(dòng)坐標(biāo)系與圓盤相固連，。e就是圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，皮帶在小電機(jī)的帶動(dòng)下所作的運(yùn)動(dòng)為相對(duì)運(yùn)動(dòng)，Vr就是皮帶的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度。(1)當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)而皮帶不動(dòng)時(shí)，雖然有動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，此時(shí) 沒(méi)有科氏慣性力產(chǎn)生。(2) 當(dāng)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng)而皮帶作直線運(yùn)

3、動(dòng)時(shí)，因只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn) 動(dòng)，此時(shí)也沒(méi)有科氏慣性力產(chǎn)生。(3) 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)皮帶也作直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由丁動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)點(diǎn)在動(dòng)坐標(biāo)系上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即產(chǎn)生了科氏慣性力，它促使皮帶向中間靠攏或分開(kāi)(它 決定丁功e、斜的方向)。(4) 改變相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向，可以改變皮帶向中間靠攏或分開(kāi)的大小四、實(shí)驗(yàn)步驟1 .仔細(xì)檢查儀器的設(shè)置狀態(tài)，皮帶在圓盤上的位置，打開(kāi)電源總開(kāi)關(guān)。2. 設(shè)置只有動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)而沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀況，觀察皮帶中點(diǎn)的位置。3. 設(shè)置沒(méi)有動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀況，觀察皮帶中點(diǎn)的位置。4. 設(shè)置既有動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)乂有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的狀況，觀察皮帶中點(diǎn)的位置。5. 在上述情況下，改變動(dòng)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動(dòng)的方向，觀察皮帶中點(diǎn)的位置。6. 改變相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度的大小和方向，觀察皮帶中點(diǎn)位置的變化和大小。記錄相關(guān)數(shù)據(jù)(動(dòng)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)速和方向；相對(duì)速度的大小和方向等。)7. 關(guān)閉電源。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告1 .根據(jù)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，(1) 畫出皮帶中