打不準(zhǔn)的炮彈
南太平洋的馬爾維納斯群島上,英德兩國(guó)曾在這里發(fā)生過(guò)一場(chǎng)激烈海戰(zhàn)。在戰(zhàn)斗中,英軍雖然士氣高昂,紀(jì)律嚴(yán)明,戰(zhàn)績(jī)卻不佳。炮彈發(fā)射了不少,就是打不中目標(biāo)。英國(guó)海軍指揮官直拍桌子。他們哪里知道,原來(lái)是地球在暗地里作祟。
地球不停地自西向東自轉(zhuǎn),這一轉(zhuǎn)動(dòng)使得地面上運(yùn)動(dòng)的物體總有一種偏離原來(lái)運(yùn)動(dòng)方向的趨勢(shì),好像有一只無(wú)形的巨手在暗地里拉動(dòng)物體。這種躲在暗處拉動(dòng)物體使之偏離原來(lái)方向的力叫做地轉(zhuǎn)偏向力。這個(gè)力是法國(guó)數(shù)學(xué)家科里奧利在19世紀(jì)發(fā)現(xiàn)的??评飱W利指出:在一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中,如果物體相對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)發(fā)生移動(dòng),則除離心力以外,還有一個(gè)附加的力作用于這一物體上,這個(gè)力稱(chēng)為科里奧利力。
由于科里奧利力的存在,北半球地球上的運(yùn)動(dòng)物體,只要在南北方向有運(yùn)動(dòng)分量,不管是由南向北運(yùn)動(dòng),還是由北向南運(yùn)動(dòng),都要受到一個(gè)指向右的地轉(zhuǎn)偏向力。同樣,在南半球地球上運(yùn)動(dòng)的物體,只要在南北方向上有運(yùn)動(dòng)分量,也要受到一個(gè)指向左的地轉(zhuǎn)偏向力。
英國(guó)海軍的大炮是按英國(guó)海域的地轉(zhuǎn)偏向力校正的。英國(guó)位于北緯500左右,而馬爾維納斯在南緯50。附近。按照北半球的地轉(zhuǎn)偏向力應(yīng)向左偏的大炮到了南半球則向右偏。這一左一右的偏離使得英國(guó)海軍的炮彈出現(xiàn)了雙倍的偏差,這怎么能打中目標(biāo)呢?
英國(guó)科學(xué)家并不是不懂科里奧利力,這一力學(xué)現(xiàn)象早已寫(xiě)進(jìn)《普通物理學(xué)》了。英國(guó)工程師們?cè)谛U笈跁r(shí)就用到了科里奧利力的原理,只是沒(méi)考慮到英國(guó)的地轉(zhuǎn)偏向力與馬爾維納斯的地轉(zhuǎn)偏向力之間的區(qū)別罷了。
奇怪的河流
說(shuō)起來(lái),地球上的怪事真不少。北美洲有條育空河,滔滔流水日夜不停地由北往南流淌,有趣的是育空河西岸沖刷得比東岸嚴(yán)重。無(wú)獨(dú)有偶,在俄羅斯的西伯利亞,有一條鄂畢河,奔騰不息地由南往北流淌著。令人驚奇的是,它的東岸比西岸沖刷得厲害。這兩條北半球的河流。位于不同的地方,流淌的方向亦不同,但如果我們面向河水流動(dòng)的方向站著,右岸總是比左岸沖刷得厲害。滾滾洪流似乎有一種喜歡沖刷右岸的“癖好”。
后來(lái),地理學(xué)家知道了,對(duì)它進(jìn)行了研究。經(jīng)過(guò)仔細(xì)考察,發(fā)現(xiàn)凡是南北走向的河流都有類(lèi)似現(xiàn)象,南半球上的河流出現(xiàn)的情況則相反:總是左岸比右岸沖刷得厲害。
擠壓大動(dòng)脈
地轉(zhuǎn)偏向力不僅影響炮彈飛行和河水的沖刷,而且“伸手”騷擾臥在陸地上的鐵軌。鐵軌被譽(yù)為鋼鐵大動(dòng)脈,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。中國(guó)有許多南北走向的鐵路,京廣、津浦等主要鐵路干線都是南北走向的。汽笛長(zhǎng)鳴,車(chē)流滾滾,在這些南北大動(dòng)脈中,一天有數(shù)十列列車(chē)駛過(guò)。這些飛馳而過(guò)的列車(chē)也受到地轉(zhuǎn)偏向力的作用。因此,由南向北行駛的列車(chē)對(duì)東邊的鐵軌壓力較大,東邊的鐵軌磨損厲害;相反,由北向南行駛的列車(chē)對(duì)西邊的鐵軌磨損厲害。
守信用的使者
地轉(zhuǎn)偏向力之“手”不僅伸向地面物體,也伸向空中。信風(fēng)就是在它的操縱下形成的。
古代商人由于沒(méi)有機(jī)械動(dòng)力,只能揚(yáng)帆遠(yuǎn)航,從事國(guó)際商貿(mào)活動(dòng)。
信風(fēng)的形成是這樣的:在赤道地區(qū),由于烈日當(dāng)頭,終年高溫??諝馐軣嵘仙纬傻蜌鈮?,而南、北回歸線附近,由于氣溫較低,是高氣壓。高氣壓帶著空氣綿綿不斷往低氣壓流動(dòng),空氣流動(dòng)形成風(fēng)。這樣,南回歸線附近的空氣便由南往北向赤道地區(qū)流動(dòng),形成南風(fēng);北回歸線附近的空氣便由北往南向赤道地區(qū)流動(dòng),形成北風(fēng)。
地轉(zhuǎn)偏向力是由地球自轉(zhuǎn)和物體相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,是一種自然力,它既能造成炮彈打偏,堤岸沖刷嚴(yán)重,也能產(chǎn)生信風(fēng),給海上航行者揚(yáng)帆遠(yuǎn)航提供動(dòng)力。地轉(zhuǎn)偏向力的千秋功過(guò)全在同它打交道的人。