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(yīng)用丁慣性坐標(biāo)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(dāng)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(shè)計的、實驗?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(biāo)系的轉(zhuǎn)動與物體在動坐標(biāo)系中的相對運動引起的，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表示運動物體的質(zhì)量，ac表示科氏加速度，oe表示坐標(biāo)系轉(zhuǎn)動的牽連角速度，vr表示物體相對丁動坐標(biāo)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(shè)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(shè)動坐標(biāo)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(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動而皮帶不動時，雖然有動坐標(biāo)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(dāng)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(biāo)系的轉(zhuǎn) 動，此時也沒有科氏慣性力產(chǎn)生。(3) 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動，同時皮帶也作直線運動時，由丁動坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動和動點在動坐標(biāo)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(xì)檢查儀器的設(shè)置狀態(tài)，皮帶在圓盤上的位置，打開電源總開關(guān)。2. 設(shè)置只有動坐標(biāo)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(shè)置沒有動坐標(biāo)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(shè)置既有動坐標(biāo)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(biāo)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(biāo)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