Question

【題目】由于地球是一個近似做均勻轉動的球體，所以是一個轉動參考系。試確定：地球表面物體在水平面內運動時因受科里奧利力的作用而偏向何方？

Answer 1

【答案】在北半球表面運動的物體將偏向右方，在南半球表面運動的物體將偏向左方。

【解析】

地球轉動角速度方向沿轉軸方向自南極指向北極，再令物體在水平面內相對地球的運動速度為，寫出物體所受的科里奧利力（科氏力）

，

式中為角速度在物體所在處的鉛垂方向分量，為水平方向分量. 的方向必沿鉛垂方向，不會改變物體運動方向；為科氏力的水平分量. 由于它在物體運動的水平面內且與垂直，因此可以改變物體運動的方向，但不能改變速度的大小.

如圖所示，在北半球，方向向上，對于任意水平面內的速度，方向指向運動方向的右方；在

南半球，方向向下，科氏力的水平分量指向運動方向的左方. 因此，在北半球表面運動的物體將偏向右方，在南半球表面運動的物體將偏向左方.

在轉動參照系中運動的物體，除了我們熟知的慣性離心力外，還受到科氏力的作用，這是轉動參照系中特有的慣性力.

地球參照系中的科氏力也是競賽中經常討論問題. 本題題干用近乎模糊的表述，為我們全面論論這一問題提供了可能的空間.

本題對科氏力的論述應該是比較清晰的，特別是的處理方式，值得大家注意、研究. 當然，科氏力的應用選非只在地球參照系，各種轉動參照系中都有可能，由此引起的物體對軌道的作用力及做功問題，是命題的熱點.