第二部分「為何感覺不到地球自轉？非慣性座標系裡的慣性力」
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未讀第一部分的朋友可以先看：facebook.com/davidyu.phycat/posts/239431704213490
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感覺不到地球自轉的原因就像感覺不到地球表面彎曲的一樣，人類對比地球實在太渺小。正如必須望向遠方海平線才能看見船帆先於船身出現，我們亦必須跨過遙遠的距離才能感受到地球自轉所造成的影響。
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大家有玩過公園裡的遊樂設施「氹氹轉」嗎？它是一個會旋轉的大圓盤，盤上有支架。如果我們捉住支架在地上圍著氹氹轉走，然後跳上去，我們會感覺到一股力將我們推出去。這時放手的話就會被拋出去了，這就是所謂的「離心力」（centrifugal force）。如果各位在香港坐過會上高速公路的小巴，亦可以感受這種刺激的感覺。
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但如果我告訴你，離心力其實並不存在呢？事實上，離心力屬於慣性力（inertial force），又稱為假想力（fictitious force），是在非慣性參考系觀察物理現象的產物。參考系是數學語言，指用來描述物體位置、速度等物理參數的坐標系統。慣性參考系就是互相靜止不動或者以等速移動的坐標系。
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簡單來說，雖然牛頓力學在日常情況下適用於任何參考系，但在非慣性參考系裡使用牛頓力學就會出現慣性力。最常見的例子就是圓周運動。站在氹氹轉上的人在進行圓周運動，運動方向有所改變（注意物理學中的速度概念包含速率和方向），因而是個非慣性參考系。而站在地上看著氹氹轉的人則身處一個慣性參考系之中（事實上只是近似慣性參考系，因為地球也在動）。
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因為氹氹轉在旋轉，慣性定律卻說物體在不受外力的情況下只會沿直線前進，在氹氹轉上就必須施力才能跟隨氹氹轉旋轉，一旦放手就會被「拋出去」。然而，氹氹轉旁邊的觀測者只會看見一個因捉不住支架而直線飛出去的人。順帶一提，捉住支架的力當然是真實的力，叫做向心力（centripetal force）。
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現在可以回到地球自轉的問題。會自轉的地球是個非慣性參考系。就像在氹氹轉上一樣，地球上也會感受到離心力。事實上，這個離心力會抵消掉部分重力，使我們在不同緯度感受到不同的體重！用比較精確的物理詞彙，就是重力的一部分提供了給跟隨時球自轉所需的向心力。
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由於赤道與地球自轉軸的垂直距離最遠，自轉速率最快，需要較多部分的重力提供向心力。南北兩極與地球自轉軸的距離則為零，重力無需提供給向心力。因此，站在赤道時的離心力會令體重比站在南北極時減少大約0.35%。
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另一個我想簡單介紹的慣性力叫做科里奧利力（Coriolis force，簡稱科氏力），或者叫做科氏效應（Coriolis effect），描述在地球表面上移動時感受到的慣性力。由於地球並非一個圓盤而是個球體，因此科氏力的方向並不在本地水平面（local horizon）之上，與之有個夾角。把這個力拆開，可以得到兩個方向的分力，分別為與水平面平行的分力（遺憾地，這個分力亦稱為科氏力），和與水平面垂直的、稱為Eötvös效應的分力。
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平行本地水平面的科氏分力會使任何在北半球水平移動的物體向移動方向的右方偏轉（俯視時為順時針方向），同時使任何在南半球水平移動的物體向移動方向的左方偏轉（俯視時為逆時針方向）。這就是颱風形成的原因，因而源自南半球和北半球的颱風會有相反的旋轉方向。Eötvös效應會在除離心力之外進一步改變我們感受到的重力。向東走時，Eötvös效應會進一步加強離心力，抵消更多的重力。反之，向西走時反而會加強了向下的力，就好像加強了重力般。
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[有趣的是，源自北半球的颱風是逆時針方向旋轉的，剛好與科氏效應相反！這是因為颱風的形成過程是三維的，我正在寫一篇文章詳述。]
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日常生活感受不到上述離心力、科氏力和Eötvös效應的原因很簡單，就是因為人類相對地球的尺寸來說，太過渺小。只有在作長距離移動時，我們才能察覺到這些慣性力。例如，炮彈彈道計算必須考慮地球自轉、飛機飛行感受到科氏力、大規模空氣流動形成颱風等。順帶一提，有都市傳說指科氏效應會導致南北半球馬桶沖水方向相反，這是不正確的。對比地球尺寸，馬桶實在太渺小了，作用在沖廁水上的科氏力比沖廁時水流的隨機擾動細微得多，沖水方向並不會受科氏效應影響。
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歷史上首位直接測量到科氏效應的人是德國化學家懷斯（Ferdinand Reich）。物件自由落下時，由於移動方向為地心，計算指出科氏力會指向東面。在1831年，懷斯從160米高的地方掉下物件，發現物件落下的地點果然向東偏差了2.8厘米。
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那有沒有辦法在不作長距離移動的情況下，證明地球會自轉？答案是肯定的。1851年，法國物理學家傅科（Jean Bernard Léon Foucault）用一個簡單實驗證明了地球確實會自轉。他用一條67米長（好吧，這也很長就是了⋯⋯）的線吊著一個28公斤重的鉛球，形成一個很長很重的擺，掛在巴黎先賢寺的天花版上。因慣性定律同樣適用於鐘擺，擺動平面在慣性參考系裡不會改變。擺動平面不變與物理學中的角動量守恆原理有關。但因地球自轉，地球上的人就會觀察到擺動平面隨著時間改變。
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[這個實驗設備稱為傅科擺（Foucault pendulum），是世上每個科學博物館的必備展品。很多人會在早上很早就到博物館去，就是為了看工作人員開始擺動傅科擺的一刻。]
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現在我們理解到，古希臘時代的差不多兩千年後，懷斯與傅科的實驗終於直接證明了地球會動。我們會在下一節討論太空是否真的是「無重力」。
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占星學中對於天體觀測會用到兩種座標系統，一個是從地球赤道假想無限延伸至宇宙的天球座標，以及以太陽運行軌跡為主的黃道座標系統。這兩種座標系統弄懂了，幾乎能含括占星中所有技巧的基本原理。這些大概是國中+高一的地球科學常識，大家都曾經學過。只不過生活中用不到，也就淡忘了。

複習一下就好。

稍微會一點天文觀測，對於占星的各基本原理跟定義有很大的幫助。像是ASC與 MC 的定義等等。因為現在占星軟體普及，ASC 與 MC的取得像是欠債還錢般的天經地義，因此也沒多少人真正瞭解這些天文觀測的知識。才有了許許多多像是 " 解盤時到底 ASC 重要還是 EQ 重要的荒誕提問"。

最近才發現市面上的占星書，單刀直入的切入上升星座是XX含義，太陽、月亮各是什麼意義，12宮位，12星座全部條列，但沒人解讀天宮圖的架構。像是 ASC 是怎麼定義出來的，各個分宮制的分割採用的是哪些方法。

這些都好重要的。先從把黃道座標與天球座標搞懂這點開始吧，網路上有很多地科影片可以看。底下這是個好影片，如果看了之後沒有突然打通任督二脈的暢快，你對於占星元素的定義全部重學。

https://www.youtube.com/watch?v=Pn9RIbYEMwA&list=PLZ-d_MxVTEqMKHBwXF9SzMvFsBvLZaZvD&index=8&t=0s

#臺灣教育 #地理教育

回覆學生家長，關於國中會考及大學指考的準備，建議可以用一張空白的世界地圖，一邊統整老師的筆記，一邊回想重要概念跟寫過的題目。以空間分布來想為什麼在那裡，以人地關係來想區域的發展。另外也提供地理系學弟妹，教甄的一些方向。希望有幫助到大家，原來地理這麼的豐富專業，跨了生物和地科，又跨了歷史和公民。地理老師真的懂很多。

[巫師地理，地理100問]

[國中會考準備]
1、經緯度的辨認
2、臺灣在哪裡，時區換算
3、赤道與回歸線通過哪裡
4、為什麼有雨林，生態系統如何
5、溫帶沙漠與熱帶沙漠的差異
6、洋流通過哪裡，如何影響氣候
7、什麼是季風，有哪些季風氣候
8、季風與乾燥氣候的農業發展是
9、重要的水系，可能的水衝突是
10、產油國主要在哪裡，為什麼
11、新褶曲山脈的分布
12、好發地震與火山運動的位置
13、工業革命發展的背景
14、地理大發現的影響
15、歐洲帝國的崛起與殖民歷史
16、歐洲聯盟的出現
17、冰河地形的景觀與影響
18、澳紐的生態與特有種
19、地中海型氣候與農業特色
20、美國的建國與開發歷史
21、中國傳統分區的特色
22、中國沿海城市與內陸的差異
23、中國如何從世界工廠走到現在
24、臺灣的海岸地形
25、臺灣的國家公園
26、臺灣的六都直轄市發展
27、世界上主要的大國發展
28、全球暖化有什麼影響
29、已開發國家與開發中國家
30、有哪些正在衝突的地方，為什麼

[大學指考準備]

31、橫麥卡托，TM2座標
32、世界上重要的海峽與運河
33、冰河地形的成因與影響
34、颱風生成位置與影響
35、有哪些跨國河流的衝突
36、世界上重要礦產的分布
37、世界上的能源發展
38、伊斯蘭教的內涵與派別
39、什麼是OPEC
40、人口轉型理論的五個階段
41、行星風系與氣候類型
42、世界都市的影響力
43、美國的農業帶
44、都市內部結構，建蔽率與容積率
45、什麼是生態足跡、環境負載力
46、什麼是聚集經濟、產業群聚
47、什麼是垂直分工、水平整合
48、撒赫爾的分布與問題
49、ASEAN、CPTPP
50、亞洲四小龍、亞洲四小虎
51、金磚國家
52、歐盟成員國及英國脫歐
53、哪些是熱帶栽培業的作物
54、什麼是依賴式經濟、殖民式經濟
55、什麼是聖嬰現象、全球暖化
56、河流地形與土石流的災害
57、世界遺產有哪些類別
58、中國的改革開放與一帶一路
59、中國的東北現象與新東北現象
60、臺灣的縣市輪廓與交通路網
61、臺灣的人口問題與經濟發展
62、三角貿易的背景與影響
63、拉丁的印地安文明與合成文化

[教師甄試筆記]

64、請畫出冰河地形的結構
65、請畫出四種都市內部結構
66、請解釋邱念圈及區位租
67、請解釋人口遷移路線
68、請解釋地層下陷與土壤液化
69、請畫出美國的農業帶
70、請畫出中南美洲與非洲的氣候圖
71、請解釋行星風系與自然景觀帶
72、請解釋全球在地化
73、什麼是世界體系
74、什麼是一帶一路
75、臺灣的水資源問題是什麼
76、臺灣的工具機產業與產業群聚
77、臺灣的造山運動與地質構造
78、1997與2008的經濟事件與差異
79、西亞的問題如何解釋
80、中美貿易戰如何影響產業鏈
81、武漢肺炎將如何影響世界運作
82、列出疾病擴散的模式類型
83、比較環渤海、長三角、珠三角
84、國土計畫的內容
85、國際貿易的類型與特色
86、有哪些類別的經濟組織與FTA
87、綠色革命與農業轉型
88、水文歷線
89、地理資訊系統有哪些分析方法
90、PM2.5與霧霾
91、土壤鹽鹼化、沙漠化
92、中地理論
93、全球暖化與環北極國家
94、空間解系度與時間解析度
95、極方位投影
96、設計18週的地理實察探究課程
97、設計一門國際視野的選修課程
98、世界體系與貧富不均做命題
99、臺灣的產業群聚與國際分工做命題
100、國際情勢，中美臺的政治經濟