回答大头羊的【没有阻力指什么？阻力是哪里来的？如何让它没有阻力？】问题。觉得也许对大家都有用，所以。

有空想想 · 发表于 2006-1-25 17:34:53

首先感谢 大头羊® 注意到并提出此问题，大家因此才有机会讨论。

觉得对于这个问题的讨论也许对大家思考物理问题都有用。所以贴在这里，供大家讨论。

这个问题的原贴是在【禁闭室在何方(ZT) 大头羊® (360 字, 点击55次) 2006-1-21 19:55:40】

以下是我对 大头羊® 问题【没有阻力指什么？阻力是哪里来的？如何让它没有阻力？ 大头羊®】的回答。

阻力主要来原于摩擦力，摩擦力分为动态摩擦力（Kinetic Friction）和静态摩擦力（Static friction ）。

摩擦力的主要来源之一是分子间的引力（水的表面张力就是分子间引力的一个很好例子），当然还有由于物体表面的不够光滑而来的机械阻力。空气阻力主要来源于物体与空气分子的碰撞（俗话说就是风）。

摩擦力是无处不在的，记得小时候看过一本书《没有摩擦力的一天》，很是好玩。

其实摩擦力对我们的益处要远远大于害处。我们每天能够站得稳，能够吃饭睡觉，很多时候都是因为有摩擦力。

关于摩擦力的计算没有严格的理论公式。许多人每天苦苦研究减少摩擦力，也有许多人每天苦苦研究增大摩擦力。分子间引力对物体摩擦力的贡献属于多体问题。对于多体问题的物理研究是近几十年的事，是计算机进入了物理研究之后的事。多体物理问题的研究一般是建立在单体物理理论加计算物理模式上的。单体物理理论也就是我们从中学开始学起的物理，如牛顿三定律。

由于物理是研究物体的基本运动和作用的规律。也可以说（经典物理）是研究简单物体的基本运动和作用的规律。所以做经典物理研究时，往往考虑理想状态。也就是没有摩擦力，没有干扰的状态。这样我们才能找出本质上的基本物理规律。也才为我们今天能够研究多体物理问题（如摩擦力）奠定基础。

所以简单地把单体问题的规律用在现实生活中，我们就会犯一个将特殊一般化的逻辑错误。所以在现实生活中，我们一定要考虑诸多因素。而不能把理想状态下的物理规律照搬应用。如果我们非要那样做，我们会发现三个牛顿定律都不对。没有任何理论是没有条件的。问题不是出在理论不对，而是出在我们没有正确地按照理论所规定的条件去应用理论。名人说过，“真理向前迈出一步就是谬误”。小范围内正确的理论到了一个大范围就可能就不对了，反之亦然。所以考虑边界条件问题是研究物理时的一个基本要求。

我们回到下水转向问题，如果我们简单地将科里奥利力应用在这个问题中，我们就会发现事实不能验证我们的理论。如我们前边所论证的，其实不是理论错了，而是我们应用得不得法。或说题出得不好（把实际问题简单化了）。但如果我们由此而推翻理论，我们其实是犯了同样的错误。

科里奥利力的实际应用例子还是不少的，如傅科摆，和河床冲刷问题。实际应用中还有近些年开始的质量流量计。但很不幸，下水转向问题是个失败的例子。

以上是我个人观点。供大家讨论，或拍砖。

本贴由[有空想想]最后编辑于：2006-1-25 9:36:5

LOTUSEATER · 发表于 2006-1-25 17:57:58

husonghu · 发表于 2006-1-25 18:28:10

难得有空想想这样认真的精神。很欣赏

99-99 · 发表于 2006-1-25 19:08:33

善于思考就顶，狂顶

有空想想 · 发表于 2006-1-25 19:29:02

首先谢谢大家支持！

另外也欢迎大家发表不同意见，批评质疑都好。再谢！

99-99 · 发表于 2006-1-25 20:06:45

你文中说“但很不幸，下水转向问题是个失败的例子。”意思是说：这个现象到现在还没有科学验证？

有空想想 · 发表于 2006-1-25 22:27:09

老实说，我不知道这个例子是否被人认真实验过。也就是说认真考虑了所有因素以后进行实验。

我们知道设计一个成功物理实验并不是一个简单的事。尤其是大型物理实验（当然，关于下水转向问题的实验谈不上是大实验，所以可能没有哪个物理学家感兴趣去做）。设计时要考虑到所有可能的干扰因素，并加以排除，或在数据处理阶段加以扣除。对于这个下水转向问题，下水处的几何结构，表面机械及材料性质和空气流动（各种阻力）对水流的影响要远远大于由于科里奥利力而产生的影响（这在网上有许多讨论，我简单google过一次，中英文的都有）。

这就是我为什么说，用下水转向来验证科里奥利力“是个失败的例子”。

但如果是在一个理想的环境中，没有任何阻力，水流是有可能（我说“有可能”是保守说法，因为我不知道谁实验过）按照科里奥利力方向转的，也就是按那个出题者想象的方向转的。但不幸的是，现实和理想有时差异很大。

本贴由[有空想想]最后编辑于：2006-1-26 16:13:34

大头羊 · 发表于 2006-1-26 09:00:31

1，科里奥利力，查了资料，它本身不是个力，而是对转动物体运动轨迹偏离的一种描述。

2，如果把地球当作惯性系，把球面看成一个无限大的平面，我们就是在做一个匀速直线运动状态之中。而保持匀速直线运动，不需要外力或者受平衡力。而我们不可能受平衡力，这就说明，我们已经不受外力了。如果这个科里奥利力是力的话，它是谁施加给我们的？地面？平衡它的又是谁？地面？于是，我们是否认为，我们在地面的水平方向，受到两个力？一个是科里奥利力，一个是阻力？都是地球同时施加的？这解释不通。

3，科里奥利力（暂且当它是力）是否只对河流产生作用？比如大气，北半球的信风，气团，是否都向一个方向运动？否。北半球的洋流，是否都向一个方向运动？也否。这说明什么？

4，河床冲刷问题，河的流向是什么？是否是南北流向的河，河的一侧比另一侧冲刷得厉害？是否是这样的，而且具体是哪边？请明确。然后我再问一个问题：一条河与赤道垂直，从北向南流。我就在赤道附近看这个河床。地球是自西向东转的，那么，这条河整个竖直着跟地球一起运动，对不对？那么，请思考，假设这个河很长，那么它是不是还是整个竖直着跟地球一起运动？那么，你又有什么理由说南北半球的河床冲刷不一样？如果说对河床冲刷有影响，那么我觉得针对这条河，完全都是在一侧的。莫非到了南半球，我们就要转180度，转过身看这个河？

有空想想 · 发表于 2006-1-26 19:48:05

从我们学过的物理理论知道，任何速度的变化都与力有关（有速度变化就有加速度）。由于速度是个矢量，其变化包括大小和方向的变化。所以速度的方向改变也与力有关。所以我们说科里奥利力是由于地球自转而形成的惯性力。也可以说是轨迹偏离的描述。但用严格的物理术语讲，轨迹偏离意味着速度方向的变化。速度方向的变化就意味着有加速度，有加速度就意味着有力伴随其中。我想这回答了上贴的问题 1）

2）地球绝对不是个惯性系。道理很简单，因为地球在自转。严格讲，惯性系在宇宙中是不存在的。也正是因为地球不是个惯性系，我们才有科里奥利力。但在考虑某些小范围问题时（譬如火车直线行驶时，车厢内的运动等问题），我们可以将其视作惯性系。我们那么做是因为由地球自转对于我们要考虑的物理问题产生的影响很小，我们对其进行忽略。当我们视地球为惯性系时，科里奥利力就可以忽略；或说当科里奥利力可以忽略时，我们可将地球视作惯性系。但当地球自转对我们的物理问题所产生的影响不能忽略时，我们就绝对不能将其视为惯性系了。譬如在傅科摆问题和河床冲刷问题上，我们就不能将地球自转忽略，也就是说不能忽略科里奥利力。关于在什么范围内，如何进行物理近似，我前边回答 99 的问题中已经带过了，详细内容请见【回复：回复：首先谢谢大家支持！另外也欢迎大家发表不同意见，批评质疑都好。再谢！】

3）科里奥利力对河床的冲刷已经被许多事实所证实。请见我关于【物理复习。。。。】的回答【答案】。而且到网上搜一搜就可以找到很多回答，譬如相对可靠的 NASA 网站。关于科里奥利力对大气，信风和洋流的影响，我在这次讨论中也注意了一下（这还得感谢大头羊引起的这次讨论），有气象学家说，科里奥利力对大气，信风和洋流的影响不大。我不是搞气象的，对此不敢妄加评论。但总之，我们应该综合考虑问题，以评估科里奥利力对我们结论的影响是否应该计入还是忽略。对下水转向问题，就该忽略；但对傅科摆问题和河床冲刷问题，就该计入。对不同的问题，我想我们应该采用不同的处理（包括近似）方法。

4）科里奥利力是有严格计算公式的，具体计算请见我对【物理复习。。。。】的【答案】一贴。这在大学或研究生物理教科书里会有描述。所以其方向也就不难确定（见【答案】一贴）。至于是南或北半球并不重要，我们看矢量积结果就是了（或简单用一下右手定则），这是为什么我在【物理复习。。。。】的【答案】一贴中略去了详细答案。

我的回答可能会有不确切地方，恳请指正。

本贴由[有空想想]最后编辑于：2006-1-26 12:25:8

本贴由[有空想想]最后编辑于：2006-1-26 16:12:39

99-99 · 发表于 2006-1-27 06:55:34

地球表面上的物体随地球自转，相对运动为零。如果“河床现象”存在，那么，在赤道上答太平洋西岸应该明显高于东岸，赤道上的所有高山应该明显“向西倾斜”，但这些现象有人提到过吗？

有空想想 · 发表于 2006-1-27 17:24:28

如果地球上一个物体与地球的相对速度为零，那么说明这个物体的角速度和地球的角速度是一样的，对么？

在我们的公式中

Fc = 2m (V x Wc) (声明，这公式不是我发明的，是物理教科书上的。）

那么这时的 V （我们可以考虑其为太阳系中的直线速度，太阳系是比地球更好的惯性参考系）为零。所以，Fc 为零。所以也就不会有你所说的“在赤道上的太平洋西岸应该明显高于东岸，赤道上的所有高山应该明显‘向西倾斜’的现象。对么？

【补充一点】，如果我们用纯惯性系（或用更接近惯性系，譬如用太阳系）做参考系，那么（有关地球自转的）科里奥利力（或惯性力）就该从不同的角度去理解，而且更容易被理解。这就象我们坐在车里，车启动和刹车时，我们会感到我们被向后或向前推了一把；还有我们坐转椅时，我们会感觉到一个所谓的“离心力”。这些都是惯性力。当我们在车外（或转椅外）看这些现象时，我们就会很容易理解那些力了。所以我们考虑地球上的科里奥利力时，最好是用太阳系（虽说太阳系也是个近似惯性系，但绝对是比地球更高一级的近似）做参考，那样我们就不难理解了。

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