上圖：轉彎中的汽車
中圖：車內乘客感受到「離心力」
下圖：車外觀察者看到椅子提供乘客轉彎所需之「向心力」
圖片出自 Serway Physics 7th ed.
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讀者來信
編輯部，您好：
我是國二生，買了您們的觀念物理一整套，想請教一些問題。
關於《觀念物理 1》108 頁的第 10 題，在解答中解釋是不會移動的，因為直升機起飛時也有受到地球的慣性。可是，風會受到「柯氏力」影響的原因又是甚麼，不是所有的東西都會受到地球自轉的慣性嗎？還有，飛機會受柯氏力的影響嗎？謝謝您們的回答。
學生 ｘｘ 敬上
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簡答如下
ｘｘ你好：
你的問題很棒、很有深度。
我們通常把知識，分成很多科目，各教各的，而你可以把從不同的科目、課堂所學到的東西，整合起來一起思考，所以很棒！
先給你拍拍手。
你的問題是這樣：
觀念物理該書的問題，是要強調「慣性」這個觀念，所以，物理學家採用「簡化模型」，忽略許多不必要的細節，只強調某個我們所關心的重點，因此，在考慮直升機時，並沒有考慮科氏力的影響。
原題的意義是：直升機不可能只靠「垂直上升」與「垂直下降」，就能從某地飛到某地。
因為，雖然地球有自轉，但是，正因為慣性存在，所以，直升機也是跟著轉 － 等速水平移動。
嚴格來說，在地球表面的水平方向並不是「等速」的，只是這個加速度很小，而可以忽略不計。
此時，就好像，我們在一個等速行駛的密閉車廂中，垂直向上跳，還是會落回原處一樣。
至於科氏力，它是由於地球自轉才「產生」的力。
要仔細解釋科氏力，涉及「非慣性座標系」，有點超出國中的程度。
不過，簡單來說，好比你坐在一輛轉彎中的汽車內，你會感受到一個向外甩的「離心力」，但其實，就車外的人來看，你是因為「慣性」，而想要持續地做「等速度直線運動」，在車內的你，處於「非慣性座標系」，因為此時的汽車有「向心加速度」，而非「等速度行駛」。
在車外的人，位於地球表面，可視為「慣性座標系」，所以，他只會看到：
你因「慣性」而被往外甩，但是，因為有汽車座椅、安全帶或扶手的幫忙，它們提供了「向心力」給你，讓你隨著汽車轉彎。
這與你所感受到的「離心力」，完全不同。究其原因：因為你身處於「非慣性座標系」！
「科氏力」是因為我們身處於自轉中的地球，這個「非慣性座標系」所觀察到的「假想力」，它的本質與剛剛所說的「離心力」一樣，都是因為「慣性」的結果。
剛剛我說到：因為地表的「加速度很小」，所以，我們可以視地球表面為「慣性座標系」。
但是，當我們考慮氣流從北極吹到赤道，或東北季風從蒙古吹到台灣，或洲際飛彈時，由於「路徑很長」，這個微小的加速度，就能顯示出很大的影響，而不可忽略。
長程飛機當然會受到科氏力的影響，所以，機長需要透過精密的導航設備飛行。
然而，日常生活中，假設你從台北搭高鐵到高雄，是不需要考慮科氏力的！
希望這樣的回答，對你有幫助。
祝：學安
部落格
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