谬误与真知:马桶、台风与“地转偏向力”

“为什么北半球的马桶冲水时水流是逆时针向内旋转的?”
“因为地转偏向力使水流一边向下流一边向它的右边拐。”
这是一个在日常生活中会偶尔听到的话题,答案真的如此吗?为了弄清这一问题,我们得深入的探讨一下什么是地转偏向力。
地转偏向力,是一个更为普遍的“力”之中的一个特例,这个“力”的大名就叫做科里奥利力。它是由法国数学家、工程师科里奥利(Gaspard-Gustave Coriolis)从理论力学中推导出来的,所以也以他的名字命名。为什么我们要在这个“力” 字上加引号呢?因为它不是一个真正的力。真正的力除了有受力物体也应该有施力物体,但如果这个科里奥利力有施力物体的话,那这个施力物体也太玄乎了,能让北半球所有水流都向右拐。这其实不是一个真正的力,物理学家们把它称作一种惯性力,也就是说是由物体的惯性产生的力。
那么,在什么情况下才会出现这种力呢?科里奥利说了,在一个转动的参考系中就会出现科里奥利力,只要是在这个参考系中运动的物体都会好像受到一股垂直于运动方向的力,从而偏离开它的轨道。科里奥利他说的“转动的参考系”,其实这个转动就是说这个参考系相对于一个惯性系在转动【注1】,那么这个参考系本身就是一个非惯性系了。科里奥利力就是这个非惯性系里边的一个惯性力。 Read the rest of this entry »
