KLO-2科里奧利力實(shí)驗(yàn)儀

一．概述

科里奧利力實(shí)驗(yàn)儀主要是由坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)與物體在動(dòng)坐標(biāo)系中的相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的。該儀器有兩套運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)隨著旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，用傳感器測(cè)定絲杠螺母上指針的偏轉(zhuǎn)角度，同時(shí)還有一位置傳感器可以隨時(shí)獲得絲杠螺母的旋轉(zhuǎn)半徑，zui后通過(guò)測(cè)得的角度方向判斷科氏加速度的方向，通過(guò)得到的半徑及角度偏轉(zhuǎn)大小計(jì)算得到科氏加速的大小。

設(shè)計(jì)背景及意義

1. 科氏加速度的發(fā)現(xiàn)：

2．科氏加速度的重要性

（1）科氏加速度雖不常談及但對(duì)人類(lèi)的影響卻不容忽視。

科氏力錯(cuò)覺(jué)自1932年明確提出以來(lái)，一直受到人們的重視。在死亡事故中，由于飛行錯(cuò)覺(jué)所造成的事故發(fā)生率高達(dá)15%—26%。在飛行中，飛機(jī)繞一旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，若艙內(nèi)飛行員的頭部也同時(shí)做移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，或者飛行器同時(shí)繞兩個(gè)或者三個(gè)軸做轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的情況下飛行員就會(huì)受到科氏加速度的作用而感受翻轉(zhuǎn)、滾轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)的負(fù)荷感覺(jué)，在空中有時(shí)誤認(rèn)方向，有時(shí)誤認(rèn)物體。然而引起錯(cuò)覺(jué)的科氏加速度閾值僅為0.010—0.0.042 。

（2）一般情況下，對(duì)物體的作用主要是地球引力，科氏力作用甚微。但高速運(yùn)動(dòng)或者*作用情況下，科氏力影響顯著。例如研究精確制導(dǎo)、衛(wèi)星發(fā)射、航炮射擊精度、季風(fēng)形成，龍卷風(fēng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)等問(wèn)題時(shí)，必須考慮到科氏加速度以及科氏力。

3、生活中的科氏加速度：

田徑比賽，比如中長(zhǎng)跑項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員都是按規(guī)定向左轉(zhuǎn)彎的，即從上往下看運(yùn)動(dòng)員是逆時(shí)針跑，作出這樣的規(guī)定奧秘在于地球自轉(zhuǎn)所引起的科氏效應(yīng)。

北半球，向北冰洋流去的那些河流河床的東岸總是容易被沖刷。也是由于北流河水科氏加速度向西，這個(gè)加速度是河床東岸對(duì)河水作用向西的反作用力的結(jié)果。反過(guò)來(lái)，河水必對(duì)右岸作用向東的反力即科氏力。

此外汽車(chē)在高速公路上運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)彎的過(guò)程，科氏力是不能忽略的重要因素。

4、科氏加速度學(xué)習(xí)難點(diǎn)的分析

現(xiàn)在課堂上講授科氏力這個(gè)概念的時(shí)候基本上都是通過(guò)繁雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)及公式演繹出來(lái)的結(jié)論。同學(xué)們?nèi)狈χ庇^地認(rèn)識(shí)，無(wú)法在腦海中形成深刻的印象，從而導(dǎo)致對(duì)這個(gè)概念的理解造成了障礙。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

1.主軸電機(jī)：12V供電，zui大空載轉(zhuǎn)速4800轉(zhuǎn)/分，空載電流180mA，zui大功率20W。

2.絲杠機(jī)構(gòu)：螺距：3mm，zui大進(jìn)給速度2cm/s，zui大行程68mm。

3.傳感器：3軸加速度傳感器，zui大量程16G，分辨率0.004g。

4.受離心力影響，為保證絲杠正常運(yùn)行主軸zui大可調(diào)轉(zhuǎn)速小于240轉(zhuǎn)