生日快乐,Gustave-Gaspard Coriolis

2018年5月21日

Gustave-Gaspard Coriolis是一位对机械师热情的法国物理学家。他大部分时间都在考虑机械运动的本质,并引入了与工作有关的动能概念。当他将这些想法扩展到旋转机械时,他的影响力越来越大:在具有工程,气象学,恒星动力学等应用的旋转系统中,观察到Coriolis力和随后的Coriolis效应。

为机械师领域提供“工作”

Gustave-Gaspard Coriolis于1792年5月21日出生于法国巴黎。虽然对他的童年知之甚少,但他显然是个勤奋的年轻人:1808年,他参加了参加ÉcolePolytechnique的入学考试,并在所有入学学生中排名第二。后来,他是学校的助理教练,并在推进摩擦和液压方面取得了长足的进步。最终,科里奥利(Coriolis)成为ÉcolePolytechnique的力学教授,他一直待到1838年。

Gustave-Gaspard Coriolis的肖像。
Gustave-Gaspard Coriolis的肖像。在美国的公共领域图像Wikimedia Commons

科里奥利(Coriolis)在担任老师的那几年,写了一本教科书Du Calcul de l'Effet des机器,他解释了如何计算机械作用。在本文中,他调整了理论原则,并演示了如何在各个行业的机械师中应用它们。科里奥利(Coriolis)在本书中也介绍了术语工作动能在他们的现代科学环境中 - 工作是通过距离作用的力和动能的力量转移能量,这是具有运动在运动中的对象或粒子。

科里奥利(Coriolis)建议,如果您通过在物体上施加净力来执行工作,则该物体会加快并获得动能,这取决于对象的运动和质量。他给予动能的正确表达为1/2MV2, 在哪里m是质量和v是速度。

旋转系统中的科里奥利力和作用

在建立了有关工作和动能的想法之后,Gustave-Gaspard Coriolis开始考虑它们与旋转等运动的关系。他在1832年的论文中解释了其中一些想法,内容涉及旋转机器中动能的转移,然后在几年后的一份著名论文中,Sur leséquationsdu Mouvement relatif dessystèmesde Corps

科里奥利力

Gustave-Gaspard Coriolis在他的著名论文中确认了运动对旋转表面上身体的一般影响,但表明还有一种额外的惯性力,与运动方向的角度为90°。通常,人体的路径是笔直的,但是由于这种惯性力,路径曲线。他说,这种被称为科里奥利力的力必须包括在运动方程中。

最初,科里奥利(Coriolis)将这些想法与旋转的机械联系在一起,特别是如何在水车中传递能量。但是,随着时间的流逝,它们与其他科学领域相关联,与天体物理学和气象学有关。在恒星中,科里奥利力决定了黑子中旋转的方向。在地球上,科里奥利的力量影响风向和风暴,飓风和龙卷风的旋转。这种力不仅会影响大气,而且会影响洋流的旋转。

在冰岛上移动的低压系统证明了科里奥利力的照片。
低压系统显示北半球的科里奥利力,朝着逆时针方向的运动方向表现出来。在美国的公共领域图像Wikimedia Commons

科里奥利效应

科里奥利的力具有有趣的效果,当旋转坐标系中对象的路径明显偏转时,就会发生这种效果。实际上,对象不会偏离路径 - 它似乎仅由于系统的旋转运动而进行。

科里奥利效应的旋转参考框架最常与地球有关。由于地球每天完成一次旋转,科学家在分析物体的运动时必须考虑这种力量。您可以在纵向运动和大型运动(例如风模式和海水)的物体路径中观察到科里奥利的效应。这种偏差如此明显的原因是因为它向东旋转,而切向速度与纬度有关,因为它在极点接近零,并且达到赤道处的最大速度。(提示:查看PBS诺瓦视频显示了Coriolis效应的作用

Gustave-Gaspard Coriolis的其他贡献

在介绍了有关运动和能量的主要思想之后,Gustave-Gaspard Coriolis的成就得到了认可。1836年,他成为ÉcoleDesPonts Paristech(以前称为ÉcoleNationaledes Ponts etchaussées)的机械师主席,并被送入法国科学院。两年后,他被任命为ÉcolePolytechnique研究主任。(与他的其他作品相反,科里奥利还发表了有关台球物理学的研究,他详细介绍了一种方法瞄准Massé镜头

1844年,Coriolis效应和其他机械原理被追溯到一个名为特征delaMécaniquedes corps solides。因为他的想法和方程式在许多科学领域都非常重要,所以科里奥利(Coriolis)获得了巨大的荣誉:您会发现他的名字是埃菲尔铁塔上仅有的72个名字之一(让·查尔斯·德·博尔达(Jean-Charles de Borda)也是列出的)。今天,让我们希望Gustave-Gaspard Coriolis生日快乐!

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