Koriolisa spēks

Gandrīz zinātnes forumos ar pārsteidzošuperiodiski notiek nopietnas debates par to, kas ir Koriolisa spēks un kādas ir tā redzamās izpausmes. Neskatoties uz godājamo atklājuma laikmetu - šī parādība tika aprakstīta jau 1833. gadā, daži cilvēki secinājumos dažkārt sajaucas. Piemēram, tā kā Koriolisa spēks visbiežāk tiek saistīts ar parādībām okeānos un atmosfērā, internetā var atrast paziņojumu, saskaņā ar kuru ziemeļu puslodes upju mazgāšana notiek labajā pusē, bet dienvidos ūdens erozīvā ietekme galvenokārt ir kreisajā krastā. Daži apgalvo, ka šī parādība rada Koriolisa spēku. Viņu pretinieki visu izskaidro atšķirīgi: planētas rotācijas dēļ cietā virsma mainās nedaudz ātrāk (ar mazāku inerci) nekā ūdens masa, un šīs atšķirības dēļ mēs nomazgājamies. Lai arī kādā no procesiem, kas notiek okeānā, Koriolisa spēks tiešām ir “vainīgs”. Grūtības ir noteikt to no citu ietekmju kompleksa. Koriolisa izpausme, tāpat kā gravitācijas mijiedarbības spēks, ir potenciāli.

Izlemsim, kāda veida spēks un kāpēcir tāda interese. Tā kā mūsu planētu var uzskatīt par neinerciālu sistēmu (pārvietojas un griežas), tad jebkuram procesam, kas tiek apskatīts saistībā ar to, ir jāņem vērā inerce. Parasti to izskaidro ar speciālu svārstu, kura garums pārsniedz 50 m un kura masa ir desmitiem kilogramu. Turklāt attiecībā pret nekustīgu novērotāju, kas stāv uz grīdas, plakne, kurā svārsts šūpojas, griežas ap apli. Ja planētas griešanās ātruma vērtība ir augstāka par svārsta svārstību periodu, tad tās nosacītā plakne virzīsies ziemeļu puslodes virzienā, rotējot pretējā virzienā attiecībā pret pulksteni. Patiesība ir arī pretēja: perioda palielināšanās, kas ir lielāka par Zemes griešanās ātrumu, izraisīs nobīdi pulksteņa rokas virzienā. Tas ir saistīts ar faktu, ka planētas rotācija rada rotācijas paātrinājumu svārsta sistēmā, kuras vektors pārvieto ritošo plakni.

Lai iegūtu skaidrojumu, varat izmantot piemēru nodzīves. Protams, visi kā bērns brauca uz karuseļa, kas ir liels disks, kurš rotē ar noteiktu leņķa ātrumu. Iedomājieties divus šāda diska punktus: vienu netālu no centrālās ass (A), bet otro - rādiusā (B) pie malas. Ja persona, kas atrodas punktā A, nolemj pāriet uz punktu B, tad no pirmā acu uzmetiena visoptimālākais ceļš būs taisna līnija AB, kas faktiski ir diska rādiuss. Bet ar katru personas soli punkts B mainās, jo disks turpina griezties. Tā rezultātā, ja jūs turpināt kustību pa paredzēto līnijas rādiusu, tad, kad jūs sasniegsit punkta B rādiusu, tas pārvietošanās dēļ vairs nebūs. Ja cilvēks pielāgo savu ceļu saskaņā ar faktisko stāvokli B, tad trajektorija būs izliekta līnija, vilnis, kura virsotne tiks vērsta pret griešanās virzienu. Tomēr ir veids, kā no A līdz B iet taisnā līnijā: tam ir nepieciešams palielināt kustības ātrumu, informējot ķermeni (personu) par paātrinājumu. Palielinoties attālumam AB, lai saglabātu taisnu kustību, ir nepieciešams arvien pieaugošs ātruma impulss. Aprakstītā spēka un centrbēdzes atšķirība ir tāda, ka pēdējais virziens sakrīt ar rādiusu uz rotējošo apli.

Tātad, Koriolisa spēks iedarbojas uz rotējoša objekta kustību. Tā formula ir šāda:

F = 2 * v * m * cosFi,

kur m ir kustīga ķermeņa masa; v ir kustības ātrums; cosFi - vērtība, kas ņem vērā leņķi starp kustības virzienu un griešanās asi.

Vai arī vektoru attēlojumā:

F = - m * a,

kur a ir korioliska paātrinājums. Zīme “-” rodas tāpēc, ka spēks no kustīgās ķermeņa puses ir pretējs virzienam.