第11章 科氏力(第2/3 页)

“这只是一种抽象的表述方式，若是理解科氏力的表现规律，我们得考虑运动的不同情形。以这快石头为例，先考率北半球。”他把石头朝逆时针方向摆动，“假设从赤道出发，从南往北走，你看到了什么。”他把绳子另一端缓缓往上拉。

“越靠近北极点，石头转得越快。”王昧顺着他的意思说道。

“答对了。准确得说，是角速度越来越快，而地球自转角速度是不变的，这意味着什么？”

“它走得比地球自转快。”

“对。从角速度来说，就像芭蕾舞蹈的收腿动作会使转速变快，这是角动量守恒，也是一种惯性。从石头在地面上的轨迹来说，它从南往北走，不仅向上，而且朝着右上，也就是说，它有向右的趋势，这种趋势越靠近北极越大。”

“这就解释了为什么赤道附近科氏力最小，两极最大。”徐藉丽笑着补充道。

“可以这么理解，但换一个角度看会更形象。比如我们以正上方视角（上帝视角）看北半球，这块石头的速度便会在赤道面上投影。在赤道的角度最小，投影速度为零，越靠近极点投影速度越大，在极点投影速度就是本身的一倍。这个投影速度的大小，便直观的决定了科氏力的大小。

“你如果学了矢量乘算，知道右手定则，会发现这个投影速度与随着地球自转而产生的角动量的乘积就是科氏力的方向，所以在北半球它总是表现为沿着前进方向向右，而南半球刚好相反，这是因为它们是镜像对称的。跟宇称不守恒没有关系。”

“我……有些明白了。”王昧摸着似乎有些凸胀的脑袋，“那如果完全沿着自东向西或自西向东的纬线走呢？它不就没有赤道面上的投影速度？”

“问得好！看来你已经听懂了我刚才得表述。”索拉清了清嗓子，“我们可以深入探寻一下科氏力存在的本质了。在相对静止的宇宙空间，观测地球表面上的物体，它随地球自转作圆周运动，那么圆周运动的向心力由谁提供？由地球对它的引力。这股引力作为基础条件，它指向地球的质心，我们先认为它是地心。那么引力减去向心力便是物体实际表现出的重力。

“这也就是我们常说的，为什么赤道地区重力最小，因为赤道地区的物体，做着地球表面最大的圆周运动。引力我们认为是大小与距离相关，几乎不变的，方向永远指向地心；角速度也可以说是不变的，那么圆周运动的半径越大，引力需要提供的向心力越大，剩下的重力自然越小。

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