Coriolisova sila

Na fórach blízko vedy s úžasnýmiperiodicita serióznej debaty prepukne o tom, čo je sila Coriolisa a aké sú jej viditeľné prejavy. Napriek úctyhodnému veku objavenia - fenomén bol opísaný už v roku 1833 - sa niektorí ľudia v záveroch niekedy zmätia. Napríklad, keďže Coriolisova sila sa najčastejšie spája s javmi v oceánoch a atmosfére, na internete možno nájsť vyhlásenie, podľa ktorého k premývaniu riek severnej pologule dochádza na pravej strane a na juhu je erózny účinok vody hlavne na ľavých brehoch. Niektorí argumentujú, že tento jav vytvára Coriolisovu silu. Ich oponenti vysvetľujú všetko inak: v dôsledku rotácie planéty sa pevný povrch posúva o niečo rýchlejšie (menej zotrvačnosť) ako množstvo vody a kvôli tomuto rozdielu vymývame. Aj keď v niektorých častiach procesov prebiehajúcich v oceáne je Coriolisova sila skutočne „vinná“. Ťažkosti spočívajú v jeho určovaní zo súboru iných vplyvov. Prejav Coriolisa, podobne ako sila gravitačnej interakcie, je potenciálne.

Poďme sa rozhodnúť, aký druh sily a prečoje taký záujem. Pretože naša planéta môže byť považovaná za neinerciálny systém (pohybuje sa a rotuje), každý proces, ktorý sa v súvislosti s ňou zvažuje, musí brať do úvahy zotrvačnosť. Na vysvetlenie sa zvyčajne používa špeciálne kyvadlo s dĺžkou nad 50 ma hmotnosťou desiatok kilogramov. Okrem toho vo vzťahu k stacionárnemu pozorovateľovi stojacimu na podlahe sa rovina, v ktorej sa kyvadlo hojdá, otáča okolo kruhu. Ak je hodnota rýchlosti rotácie planéty vyššia ako perióda kmitania kyvadla, potom sa jej podmienená rovina posunie smerom k severnej pologuli a bude sa otáčať v opačnom smere vzhľadom na hodiny. Opak je tiež pravdou: zvýšenie doby vyššej ako je rýchlosť rotácie Zeme povedie k posunu v smere ručičiek hodín. Je to spôsobené skutočnosťou, že rotácia planéty vytvára rotačné zrýchlenie v kyvadlovom systéme, ktorého vektor premiestňuje rovinu otáčania.

Na vysvetlenie môžete použiť príklad zživota. Každý, ako dieťa, určite jazdil na karuseli, ktorý je veľkým diskom, ktorý sa otáča určitou uhlovou rýchlosťou. Predstavte si na takomto disku dva body: jeden blízko stredovej osi (A) a druhý na polomere (B) blízko okraja. Ak sa osoba nachádzajúca sa v bode A rozhodne presunúť do bodu B, na prvý pohľad bude najoptimálnejšou cestou priamka AB, ktorá je v skutočnosti polomerom disku. Pri každom kroku osoby sa však bod B posúva, pretože disk sa ďalej otáča. Výsledkom je, že ak sa budete naďalej pohybovať pozdĺž zamýšľaného polomeru čiary, potom, keď dosiahnete polomer bodu B, z dôvodu posunu tam už nebude. Ak osoba nastaví svoju cestu podľa skutočnej polohy B, potom trajektória bude zakrivená čiara, vlna, ktorej vrchol bude nasmerovaný proti smeru rotácie. Existuje však spôsob, ako prejsť z bodu A do bodu B priamou čiarou: na tento účel je potrebné zvýšiť rýchlosť pohybu informovaním orgánu (osoby) o zrýchlení. S rastúcou vzdialenosťou AB na udržanie priamočiareho pohybu je potrebný stále sa zvyšujúci rýchlostný impulz. Rozdiel medzi opísanou silou a odstredivou silou spočíva v tom, že jej smer sa zhoduje s polomerom rotujúcej kružnice.

Coriolisova sila teda pôsobí na pohyb rotujúceho objektu. Jeho vzorec je nasledujúci:

F = 2 * v * m * cosFi,

kde m je hmotnosť pohybujúceho sa tela; v je rýchlosť pohybu; cosFi - hodnota, ktorá berie do úvahy uhol medzi smerom pohybu a osou rotácie.

Alebo vo vektorovom znázornení:

F = - m * a,

kde a je zrýchlenie coriolis. Značka „-“ vzniká, pretože sila zo strany pohybujúceho sa tela je opačná ako smer.