柯氏力

柯氏力又稱科里奧利力，是在轉動的坐標系裡，為了解釋運動物體由於坐標轉動發生偏轉的現象而引進來的一種虛構的力。柯氏力屬於一種慣性力，其只改變運動物體的速度方向，不改變運動物體的速度大小。

基本介紹

• 中文名：柯氏力
• 外文名：Coriolis Force
• 性質：一種慣性力
• 基礎：牛頓力學
• 常見有關現象：水流旋渦、季風方向偏移、傅科擺
• 套用：角速度測量、質量流量計

簡介

在非慣性系中，物體除了受到各種真實力以外，還會受到各種慣性力，柯氏力就是由於物體轉動而產生的一種慣性力，是人為引進的一種虛構的力，實際上不存在，用於解釋運動物體由於坐標轉動而產生的偏轉現象。

基本推導

如右圖所示，一個質量為m的物體相對於慣性坐標系的運動速度為 ，該物體所在的坐標系以角速度 相對於慣性坐標系運動著，則相對於慣性坐標系的加速度為

上式中的第一項為物體相對於所在旋轉坐標系的加速度，第二項為柯氏加速度，第三項為向心加速度。

柯氏力推導

將加速度轉換為力，即柯氏力為（負號的原因是從柯氏力的定義為一種慣性力而來）。

常見有關現象

1）在北半球，澡盆泄水產生逆時針旋轉的水渦；在南半球，產生順時針旋轉的水渦；赤道上不產生水渦。
2）在雙線道四根鐵軌中的內側兩根鐵軌，總是比外側兩根鐵軌磨損得更厲害。

3）南北方向流的江流總是右岸被沖刷得更厲害，形成比左岸更陡峭的峭壁。

1981年傅科擺實驗版畫

北半球上的颶風：旋渦呈逆時針

4）季風的方向在柯氏力的作用下會發生一定偏移。

5）傅科擺實驗：擺錘的運動平面會發生改變，每經過一個周期的振盪，在沙盤上新畫出的軌跡都會偏離原來的軌跡。

套用

1）質量流量感測器：一種基於柯氏力的感測器，可以實現質量流量的直接測量，同時也可以測量流體的密度。

微機械質量流量感測器

2）角速度感測器：利用柯氏力來測量物體旋轉的角速度信息，基本原理如下公式所示

式中：F為柯氏力，m為質量塊質量， 為相對速度， 為要測量的角速度。