地球之“手”伸向哪里?

时间:2022-09-19 11:44:10

地球之“手”伸向哪里?

打不准的炮弹

南太平洋的马尔维纳斯群岛上,英德两国曾在这里发生过一场激烈海战。在战斗中,英军虽然士气高昂,纪律严明,战绩却不佳。炮弹发射了不少,就是打不中目标。英国海军指挥官直拍桌子。他们哪里知道,原来是地球在暗地里作祟。

地球不停地自西向东自转,这一转动使得地面上运动的物体总有一种偏离原来运动方向的趋势,好像有一只无形的巨手在暗地里拉动物体。这种躲在暗处拉动物体使之偏离原来方向的力叫做地转偏向力。这个力是法国数学家科里奥利在19世纪发现的。科里奥利指出:在一个转动系统中,如果物体相对于这个系统发生移动,则除离心力以外,还有一个附加的力作用于这一物体上,这个力称为科里奥利力。

由于科里奥利力的存在,北半球地球上的运动物体,只要在南北方向有运动分量,不管是由南向北运动,还是由北向南运动,都要受到一个指向右的地转偏向力。同样,在南半球地球上运动的物体,只要在南北方向上有运动分量,也要受到一个指向左的地转偏向力。

英国海军的大炮是按英国海域的地转偏向力校正的。英国位于北纬500左右,而马尔维纳斯在南纬50。附近。按照北半球的地转偏向力应向左偏的大炮到了南半球则向右偏。这一左一右的偏离使得英国海军的炮弹出现了双倍的偏差,这怎么能打中目标呢?

英国科学家并不是不懂科里奥利力,这一力学现象早已写进《普通物理学》了。英国工程师们在校正大炮时就用到了科里奥利力的原理,只是没考虑到英国的地转偏向力与马尔维纳斯的地转偏向力之间的区别罢了。

奇怪的河流

说起来,地球上的怪事真不少。北美洲有条育空河,滔滔流水日夜不停地由北往南流淌,有趣的是育空河西岸冲刷得比东岸严重。无独有偶,在俄罗斯的西伯利亚,有一条鄂毕河,奔腾不息地由南往北流淌着。令人惊奇的是,它的东岸比西岸冲刷得厉害。这两条北半球的河流。位于不同的地方,流淌的方向亦不同,但如果我们面向河水流动的方向站着,右岸总是比左岸冲刷得厉害。滚滚洪流似乎有一种喜欢冲刷右岸的“癖好”。

后来,地理学家知道了,对它进行了研究。经过仔细考察,发现凡是南北走向的河流都有类似现象,南半球上的河流出现的情况则相反:总是左岸比右岸冲刷得厉害。

挤压大动脉

地转偏向力不仅影响炮弹飞行和河水的冲刷,而且“伸手”骚扰卧在陆地上的铁轨。铁轨被誉为钢铁大动脉,对国民经济发展起着举足轻重的作用。中国有许多南北走向的铁路,京广、津浦等主要铁路干线都是南北走向的。汽笛长鸣,车流滚滚,在这些南北大动脉中,一天有数十列列车驶过。这些飞驰而过的列车也受到地转偏向力的作用。因此,由南向北行驶的列车对东边的铁轨压力较大,东边的铁轨磨损厉害;相反,由北向南行驶的列车对西边的铁轨磨损厉害。

守信用的使者

地转偏向力之“手”不仅伸向地面物体,也伸向空中。信风就是在它的操纵下形成的。

古代商人由于没有机械动力,只能扬帆远航,从事国际商贸活动。

信风的形成是这样的:在赤道地区,由于烈日当头,终年高温。空气受热上升,形成低气压,而南、北回归线附近,由于气温较低,是高气压。高气压带着空气绵绵不断往低气压流动,空气流动形成风。这样,南回归线附近的空气便由南往北向赤道地区流动,形成南风;北回归线附近的空气便由北往南向赤道地区流动,形成北风。

地转偏向力是由地球自转和物体相对于地球运动产生的,是一种自然力,它既能造成炮弹打偏,堤岸冲刷严重,也能产生信风,给海上航行者扬帆远航提供动力。地转偏向力的千秋功过全在同它打交道的人。

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