※※科裡奧利力※※
科裡奧利力簡稱「科氏力」，主要是由坐標系的轉動與物體在動坐標系中的相對運動引起的，表達式為Fc=2mV×ω。
其中，Fc為科氏力，m為運動物體質量，V為運動物體的矢量速度，ω為旋轉體系的矢量角速度，×表示兩個向量的叉乘。
從式中可看出，當物體運動方向與旋轉軸方向平行時科氏力為零。
註：科氏力與離心力一樣，都不是真實存在的力，而是慣性效應在非慣性系內 (本文默認為旋轉系統) 的體現。也就是說，從慣性系的角度看，科氏力是不存在的。※※科氏力方向※※
在判斷科氏力Fc方向前，需先判斷角速度ω的矢量方向，兩者都遵循右手螺旋法則。因此，分為兩個步驟：
1、角速度方向：右手（除大拇指外）手指順著轉動的方向朝內彎曲，大拇指所指的方向即角速度的矢量方向。
2、科氏力方向：右手（除大拇指外）手指指向（非慣性系中）物體運動方向，再將四指繞向角速度方向，拇指所指方向即科裡奧利力方向。
※※科氏力現象與應用※※
1、柏而定律
柏而定律，是自然地理中一條著名的、從實際觀察總結出來的規律，即：北半球河流右岸比較陡峭，南半球則左岸比較陡峭。
以北半球為例，在地球自轉（角速度ω）和河流流動（流動速度Vr）聯合作用下，產生的科氏力Fc使河水湧向右岸（右手螺旋定則），在河岸的阻擋下，右岸的水體會比左岸高（河面越寬、水流越急則高出的高度越大），河水對右岸多出的壓力使對右岸衝刷比左岸更嚴重，長期積累導致右岸比較陡峭。
北半球，順著水流的方向右岸更陡峭（圖摘自網絡）
北半球，右岸明顯比左側陡峭（圖摘自網絡）
美麗的額爾齊斯河兩側河岸（圖摘自網絡）
柏而定律的一般化解釋：沿運動方向，北半球的物體受到向右的科裡奧利力，南半球的物體受到向左的科裡奧利力。
生活中也可以看到很多有關的有趣現象：
2、卡皮羅現象
在地球科裡奧利力的作用下，洗手池中漏水口的漩渦在北半球是順時針，在南半球則是逆時針的，這種現象也成為「卡皮羅現象」。
卡皮羅現象：科學家卡皮羅在每次實驗後把汙水倒入水槽時發現在漏水口處形成的旋渦總按固定的方向旋轉。對此，他做了許多不同形狀的漏水口，但試驗結果總是相同。於是他到世界各地去做同樣的試驗，發現在南半球水流旋渦的方向與北半球剛好相反，在北半球是逆時針而在南半球是順時針，在赤道附近兩種情況幾乎各有一半。後來人們把這種現象稱為「卡皮羅現象」。在北半球，沿著水衝向漏水口的方向，水流受到向右的科氏力，因而俯視角度看就是逆時針漩渦，同樣在南半球則是順時針漩渦。
北半球河中漩渦（圖摘自網絡）
北半球馬桶衝水漩渦（圖摘自網絡）
在自然界裡，可以用卡皮羅現象解釋的還有龍捲風和熱帶氣旋（北太平洋上的稱為「颱風」），它們的旋向同樣遵循以上規則，與南北半球有關。
龍捲風（圖摘自網絡）
夏秋季節，在我國東南沿海經常出現的颱風，就是熱帶氣旋強烈發展的一種形式。
颱風（逆時針方向的熱帶氣旋）（圖摘自網絡）
3、洋流流動
洋流，是指大洋表層海水常年大規模的沿一定方向進行的較為穩定的流動。由於地球表面不同緯度的地區接受陽光照射的量不同，導致延經度方向形成了一系列氣壓帶，在這些氣壓帶壓力差的驅動下，空氣會沿著經度方向發生移動，產生作用於海面的風應力，帶動海水流動，形成洋流。在地球自轉的作用下，洋流沿經度方向的移動會受到科裡奧利力的影響而發生向東或向西的偏轉。由科裡奧利力作用原理可看出，在北半球洋流向右偏轉，南半球洋流向左偏轉。
洋流流動方向（北半球順時針，南半球逆時針）（圖摘自網絡）
「大黃鴨」在洋流帶動下的漂流路線同樣有力地支持著地球自轉引起的科裡奧利力的存在。
洋流作用下的「大黃鴨」漂流路線（圖摘自網絡）
4、質量流量計
質量流量計是根據科氏力原理測量流體的質量流量，雖然不同型號的質量流量計的管路形狀可能不同，但是測量原理相同。
Micro Motion 質量流量計結構圖（圖摘自網絡）
測量原理：讓被測流體通過一個轉動或者振動中的測量管，從而帶動流體產生一個固定角速度ω，當具有一定質量m的流體沿旋轉或振動的測量管以速度V流動時，將產生導致測量管彎曲的科氏力Fc，根據科氏力公式 Fc=2mV×ω 可知，科氏力與運動流體的質量m、速度v成正比，即與流體的質量流量（質量和流速的乘積）成正比。因而，通過測量作用在管道中的科裡奧利力，便可以測量其質量流量。
5、潤滑系統中的科氏阻力矩
工程應用中，以液粘離合器為代表，單元摩擦盤傳動系統（單摩擦副）可視為旋轉坐標系下流體沿徑向運動的系統。
旋轉平行盤模型
在旋轉作用（角速度ω1和ω2）和潤滑油徑向通流（v）的聯合作用下，會產生與驅動力dFVis方向相反的科裡奧利阻力dFCor，降低傳動效率。
力矩與徑向通流量關係
經理論和實驗研究發現：徑向通流量Q越大，切向科氏阻力矩越大，導致所需輸入力矩M1越大而輸出力矩M2減小，從而降低了傳動效率。因此，旋轉盤的液粘傳動應用中，需要特別注意科氏阻力矩的控制。
*參考文獻：
[1] https://baike.baidu.com/item/%E7%A7%91%E9%87%8C%E5%A5%A5%E5%88%A9%E5%8A%9B/1255543?fr=aladdin
[2] H. Gong, H. Xie, L. Hu,and H. Yang, 「Combined effects of Coriolis force and temperature-viscositydependency on hydro-viscous transmission of rotating parallel disks,」 Tribology International, vol. 117, pp. 168-173.
來源：神奇的流體
編輯：zkai
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