Це одна із сил інерції, відкрита, описана та вивчена французом Гюставом Гаспаром Коріолісом ще на початку 19 століття.Фізичний термін "сила Коріоліса" застосовується і в ситуації з особливостями перебігу багатьох річок на нашій планеті.Оскільки щодо планети Земля ця сила проявляється внаслідок її обертання навколо власної осі. Коли ми спостерігаємо Землю з північного полюса, то планета обертається ліворуч, тобто проти руху стрілки годинника. У разі сила Коріоліса з'являється, посилюючи інерцію вправо, по ходу тіла. Тому в нашій півкулі, на півночі від екватора, у всіх річок, за винятком зовсім маленьких, зазвичай здіймаються, горбисті і стрімкі береги. Адже вплив потоку на правий берег множиться описаною нами силою. І, відповідно, лівий берег здебільшого більш рівнинний, спокійний. У південній півкулі Землі спостерігається протилежне явище.
Виняток становлять ті випадки, коли річка змушена пробивати собі дорогу у твердих скельних породах. Можуть бути обумовлені природним ландшафтом, різницею ґрунтів і винятковою стрімкістю течії річок у гірських масивах або на абсолютно пологих рівнинах. Часто у дуже широких річок у рівнинній місцевості та на м'яких ґрунтах береги майже однакові.
Внаслідок цієї закономірності Російські армії з найдавніших часів зазнавали більші втрати у багатьох війнах з іноземними загарбниками, ніж могло б бути. Справа в тому, що при настанні ворога із західного, європейського спрямування, наші предки були змушені їх зустрічати на пологому березі, тобто ворог часто мав стратегічну перевагу у висоті. І відповідно, при контратаках у відповідь, наші війська форсували укріплений і неприступний берег.
Мало хто з нас замислюється про такі моменти історії та географії. Адже насправді подібних закономірностей у житті не мало. Тому, перш ніж лаяти наших полководців за зайві людські втрати в боях, потрібно бачити дещо далі за власний нос.
06.09.2017р. /сайт/
Земля – двічі неінерційна система відліку, оскільки вона рухається навколо Сонця та обертається навколо своєї осі. На тіла нерухомі, як було показано в 5.2, діє лише відцентрова сила. У 1829 р. французький фізик Г. Коріоліс 18 показав, що на тіло, що рухаєтьсядіє ще одна сила інерції. Її називають силою Коріоліса.Ця сила завжди перпендикулярна осі обертання та напрямку швидкості о.
Поява коріолісової сили можна виявити на наступному прикладі. Візьмемо горизонтально розташований диск, який може обертатися довкола вертикальної осі. Прочертимо на диску радіальну пряму ОА(Рис. 5.3).
Мал. 5.3.
Запустимо у напрямку від О до Акулька зі швидкістю х>.Якщо диск не обертається, кулька повинна котитися вздовж ОА.Якщо ж диск привести в обертання в напрямку, вказаному стрілкою, то кулька котиться по кривій ВВ годпричому його швидкість щодо диска швидко змінює свій напрямок. Отже, по відношенню до системи відліку, що обертається, кулька поводиться так, як якби на неї діяла сила?. е, перпендикулярна до напрямку руху кульки.
Сила Коріоліса не є справжньою в сенсі механіки Ньютона. При розгляді рухів щодо інерційної системи відліку такої сили взагалі немає. Вона вводиться штучно при розгляді рухів у системах відліку, що обертаються щодо інерційних, щоб надати рівнянням руху в таких системах формально такий самий вид, що і в інерційних системах відліку.
Щоб змусити кульку котитися вздовж Про А, Треба зробити напрямну, виконану у вигляді ребра. При коченні кульки напрямне ребро діє нею з деякою силою. Щодо обертової системи (диска) кулька рухається з постійною але напрямку швидкістю. Це можна пояснити тим, що ця сила врівноважується прикладеною до кульки силою інерції.
тут - сила Коріоліса, що також є силою інерції; 1
(О – кутова швидкість обертання диска.
Сила Коріоліса викликає коріолісове прискорення.Вираз для цього прискорення має вигляд
Прискорення спрямоване перпендикулярно векторам з і і максимально, якщо відносна швидкість точки про ортогональна кутової швидкості з обертання рухомої системи відліку. Коріолісове прискорення дорівнює нулю, якщо кут між векторами з і про дорівнює нулю або пабо якщо хоча б один із цих векторів дорівнює нулю.
Отже, у загальному випадку, при використанні рівнянь Ньютона в системі відліку, що обертається, виникає необхідність враховувати відцентрову, доцентрову сили інерції, а також коріолісову силу.
Таким чином, F. завжди лежить у площині, перпендикулярній до осі обертання. Сила Коріоліса виникає тільки у випадку, коли тіло змінює своє становище по відношенню до системи відліку, що обертається.
Вплив коріолісових сил необхідно враховувати у ряді випадків під час руху тіл щодо земної поверхні. Наприклад, при вільному падінні тіл на них діє коріолісова сила, що обумовлює відхилення на схід від лінії схилу. Ця сила максимальна на екваторі і перетворюється на нуль на полюсах. снаряд, Що Летить, також відчуває відхилення, обумовлені коріолісовими силами інерції. Наприклад, при пострілі з гармати, спрямованої на північ, снаряд відхилятиметься на схід у північній півкулі та на захід - у південній.
”Виведення формули для розрахунку сили Коріоліса можна подивитися на прикладі задачі 5.1.
При стрільбі вздовж екватора сили Коріоліса притискатимуть снаряд до Землі, якщо постріл зроблено у східному напрямку.
Виникнення деяких циклонів у атмосфері Землі відбувається внаслідок дії сили Коріоліса. У північній півкулі вага повітряні потоки, що спрямовуються до місця зниженого тиску, відхиляються вправо за своїм рухом.
Сила Коріоліса діє на тіло, що рухається вздовж меридіана, у північній півкулі праворуч та у південній ліворуч(Рис. 5.4).
Мал. 5.4.
Це призводить до того, що біля річок завжди підмивається правий берег у північній півкулі і лівий у південній. Ці ж причини пояснюють неоднакове зношування рейок залізничних колій.
Сили Коріоліса проявляються і при коливаннях маятника.
У 1851 р. французький фізик Ж. Фуко 19 встановив у Пантеоні Парижа маятник масою 28 кг на тросі довжиною 67 м (маятник Фуко). Такий же маятник масою 54 кг на тросі завдовжки 98 м нещодавно, на жаль, було демонтовано в Ісаакіївському соборі Санкт-Петербурга у зв'язку із передачею собору у власність церкви.
Для простоти припустимо, що маятник розташований полюсі (рис. 5.5). На північному полюсі сила Коріоліса буде спрямована праворуч по ходу маятника. У результаті траєкторія руху маятника матиме вигляд розетки.
Мал. 5.5.
Як випливає з малюнка, площина хитання маятника повертається щодо Землі у напрямку годинникової стрілки, причому за добу вона здійснює один оборот. Щодо геліоцентричної системи відліку справа так: площина коливань залишається незмінною, а Земля повертається щодо неї, роблячи за добу один оборот.
Таким чином, обертання площини коливань маятника Фуко дає безпосередній доказ обертання Землі навколо осі.
Якщо тіло віддаляється від осі обертання, то сила F K спрямована протилежно до обертання і сповільнює його.
Якщо тіло наближається до осі обертання, F K направлена в бік обертання.
З урахуванням усіх сил інерції рівняння Ньютона для неінерційної системи відліку (5.1.2) набуде вигляду
де F bi = -та- Сила інерції, обумовлена поступальним рухом неінерційної системи відліку;
* г 1 рр
К». = та пі F fe =2w - дві сили інерції, зумовлені обертальним рухом системи відліку;
а -прискорення тіла щодо неінерційної системи відліку.
Сила Коріоліса у природі
Найпростіший приклад використання сили Коріоліса - це ефект прискорення крутіння танцюристів. Щоб прискорити своє обертання, людина може почати крутитися з широко розведеними убік руками, та був — вже у процесі — різко придавити руки до тулубу, що викликає підвищення радіальний швидкості (відповідно до закону збереження моменту імпульсу). Ефект сили Коріоліса виявиться в тому, що для подібного руху руками доведеться прикладати зусилля не тільки у напрямку до тіла, а й у напрямку обертання. При цьому виникає відчуття, що руки відштовхуються від чогось, при цьому ще більше прискорюючись.
Сила Коріоліса також проявляється, наприклад, у роботі маятника Фуко. З іншого боку, оскільки Земля крутиться, то сила Коріоліса проявляється у глобальних масштабах. У північній півкулі сила Коріоліса спрямована право від руху, тому праві береги річок у Північній півкулі крутіші — їх підмиває вода під впливом цієї сили (див. Закон Бера). У Південній півкулі все відбувається навпаки. Сила Коріоліса несе відповідальність також за обертання циклонів та антициклонів.
Всупереч поширеній думці, малоймовірно, що сила Коріоліса повністю визначає напрямок закручування води у водопроводі - наприклад, при зливі в раковині. Хоча у різних півкулях вона справді прагне закручувати водяну лійку у різних напрямах, при сливі виникають і побічні потоки, що залежать від форми раковини та конфігурації каналізаційної системи. По абсолютній величині створювані цими потоками сили перевершують силу Коріоліса, тому напрямок обертання вирви як у Північній, так і в Південній півкулі може бути як за годинниковою стрілкою, так і проти неї.
Сила Коріоліса(на ім'я французького вченого Г. Коріоліса, який вперше його описав) - одна з сил інерції, що існує в неінерційній (що обертається) системі відліку через обертання і законів інерції, що виявляється при русі в напрямку під кутом до осі обертання. Прискорення Коріоліса було отримано Г.Коріолісом у 1833р., К.Гаусом у 1803р. та Л.Ейлером у 1765 р.
Причина виникнення сили Коріоліса – у коріолісовому (поворотному) прискоренні. А, щоб тіло рухалося з кориолисовым прискоренням, необхідно додаток сили до тілу, що дорівнює F = ma, де a — кориолисово прискорення. Відповідно, тіло діє за третім законом Ньютона із силою зворотної спрямованості. FK = - ma. Сила, що діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса. Не слід плутати Коріолісову силу з іншою силою інерції — відцентровою силою, яка орієнтована по радіусу обертового кола.
В інерційних системах відліку діє закон інерції, іншими словами, кожне тіло прагне рухатися прямою і з незмінною швидкістю. У разі розглянути рух тіла, рівномірне вздовж деякого обертового радіусу і спрямоване від центру, стане ясно, що він здійснилося, потрібно надавати тілу прискорення, оскільки що далі від центру, тим мусить бути більш дотична швидкість обертання. Це означає, що з переконань обертової системи відліку, деяка сила намагатиметься зрушити тіло з радіусу.
У тому випадку обертання відбувається за годинниковою стрілкою, тіло, що рухається від центру обертання, буде прагнути зійти з радіуса на ліво. У разі обертання відбувається проти годинникової стрілки — то право.
Підсумок дії сили Коріоліса буде найбільшим при поздовжньому переміщенні об'єкта по відношенню до обертання. Отже, на Землі це буде при русі по меридіану, при цьому тіло відхиляється на право при русі з півночі на південь і вліво при русі з півдня на північ. Для цього явища є дві причини: перша, обертання Землі Схід; і друга - залежність від географічної широти тангенціальної швидкості точки на поверхні Землі (ця швидкість дорівнює нулю на полюсах і досягає свого максимального значення на екваторі).
Отже, при пострілі гармати на північ з будь-якої точки на екваторі, снаряд падає на схід від свого спочатку цього напрямку. Це відхилення пояснюється тим фактом, що на екваторі снаряд рухається на схід швидше, ніж у будь-якій точці на північ. Подібно, у тому випадку стріляти з боку північного полюса, то снаряд повинен падати правіше по відношенню до власної прицільної точки. Тому що в даному випадку за час польоту ціль встигає переміститися на схід далі через свою більшу, ніж у снаряда, східну швидкість. Подібні усунення відбуваються за будь-якого пострілу, тоді лише початкова швидкість снаряда має ненульову проекцію на напрям північ — південь.
Першоджерела:
Що таке сила Коріоліса?
Сила Коріоліса в природі Найпростіший приклад використання сили Коріоліса - це ефект прискорення крутіння танцюристів. Щоб прискорити своє обертання, людина може почати крутитися з широко розведеними убік руками, та був — вже у процесі — різко придавити руки до тулубу, що викликає підвищення радіальний швидкості (відповідно до закону збереження моменту імпульсу). Ефект сили Коріоліса...
Поставити своє питання.
Лікування водою
Глечінні фільтри, картриджі
Вода на екваторі. Сила Коріоліса
Експерименти з водою на екваторі.В інтернеті опубліковано цікаве відео - про те, як вода поводиться на екваторі, і як вона поводиться, якщо трохи відійти в сторони - північного чи південного полюса. При зливі води на екваторі вона витікає без завихрень, а якщо відійти у бік полюсів – виникають завихрення, причому у різні боки.
Дивіться відео:
Сила Коріоліса, названа на ім'я французького вченого Гюстава Коріоліса, що відкрив її в 1833 р - одна з інерційних сил, що діють у неінерційній системі відліку через обертання тіла, що виявляється при русі в напрямку під кутом до осі обертання. Причина появи сили Коріоліса полягає у поворотному прискоренні. В інерційних системах відліку відповідно до закону інерції кожне тіло рухається прямою і постійною швидкістю. При рівномірному русі тіла вздовж деякого радіусу, що обертається, необхідно прискорення, оскільки чим далі тіло від центру, тим повинна бути більша дотична швидкість обертання. Тому при розгляді системи відліку, що обертається, сила Коріоліса намагатиметься змістити тіло із заданого радіусу. При цьому, якщо обертання відбувається за годинниковою стрілкою, тіло, що рухається від центру обертання, буде прагнути зійти з радіуса вліво. Якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки, то вправо.
Мал. Виникнення сили Коріоліса
Результат дії сили Коріоліса буде максимальним при поздовжньому переміщенні об'єкта по відношенню до обертання. На Землі це буде при русі меридіаном, при цьому тіло відхиляється вправо при русі з півночі на південь і вліво при русі з півдня на північ. І тому явища є дві причини: перша, обертання Землі Схід; і друга - залежність від географічної широти тангенціальної швидкості точки на поверхні Землі (ця швидкість дорівнює нулю на полюсах і досягає свого максимального значення на екваторі).
Експериментально сила Коріоліса, викликана обертанням Землі щодо своєї осі, може бути помічена під час спостереження за рухом маятника Фуко. Крім того, сила Коріоліса проявляється у глобальних природних процесах. Наша планета обертається навколо своєї осі, і всі тіла, які переміщуються її поверхнею, відчувають вплив цього обертання. На людину, що йде зі швидкістю приблизно 5 км/год, сила Коріоліса діє настільки незначно, що вона її не помічає. Зате на великі маси води в річках чи повітряні потоки вона істотно впливає. В результаті в північній півкулі сила Коріоліса спрямована праворуч від руху, тому праві береги річок у Північній півкулі крутіші, тому що їх підмиває вода під дією сили Коріоліса. У Південній півкулі все відбувається навпаки і підмиваються ліві береги. Цей факт пояснюється спільною дією сили Коріоліса і сили тертя, що створюють обертальний рух мас води навколо осі русла, що викликає перенесення речовини між берегами. Сила Коріоліса відповідальна також і за обертання циклонів і антициклонів - вихрових рухів повітря з низьким і високим тисками в центрі, що рухаються за годинниковою стрілкою в Північній і проти годинникової стрілки в Південній півкулі. Це відбувається через те, що обумовлена обертанням Землі сила Коріоліса в Північній півкулі призводить до повороту потоку, що рухається вправо, а в Південному - вліво. Для циклонів характерний зворотний напрямок вітрів.
Ще один прояв сили Коріоліса полягає у зношуванні рейок у Північній та Південній півкулях. Якби рейки були б ідеальними, то при русі залізничних поїздів з півночі на південь і з півдня на північ, під впливом сили Коріоліса одна рейка зношувалась би сильніше, ніж друга. У північній півкулі більше зношується правий, а в південній лівий.
Силу Коріоліс також необхідно враховувати при розгляді планетарних рухів води в океані. Вона є причиною виникнення гіроскопічних хвиль, у яких молекули води рухаються коло.
І, нарешті, за ідеальних умов сила Коріоліса визначає напрямок закручування води при зливі в раковині. Хоча насправді сила Коріоліса діє протилежно у двох півкулях, напрямок закручування води у зливній лійці лише частково визначається цим ефектом. Справа в тому, що вода довгий час тече водопровідними трубами, при цьому в потоці води утворюються невидимі течії, які продовжують закручувати струмінь води, коли вона ллється в раковину. Коли вода йде в зливний отвір, також можуть створюватися подібні течії. Саме вони визначають напрямок руху води у вирві, оскільки сили Коріоліса виявляються набагато слабшими за ці течії. Таким чином, у звичайному житті напрямок закручування води в зливній лійці в північній та південній півкулях більше залежить від конфігурації каналізаційної системи, ніж від дії природних сил. Тому, щоб точно відтворити цей результат, необхідно створити ідеальні умови. Експериментатори взяли ідеально симетричну раковину сферичної форми, усунули каналізаційні труби, дозволивши воді вільно проходити крізь зливний отвір, обладнали зливний отвір автоматичною заслінкою, яка відкривалася лише після того, як у воді заспокоювалися будь-які залишкові хвилювання, і змогли заощадити.
К.х.н. О.В.Мосін
Відповідно до місячної теорії про припливи, земна кора на широті Москви з періодичністю двічі на добу піднімається і опускається з амплітудою близько 20 см, на екваторі розмах коливань перевищує півметра.
Тоді чому найвищі припливи утворюються в помірних поясах а не на екваторі?
Найвищі припливи на Землі утворюються в затоці Фанді в Північній Америці - 18 м, у гирлі річки Северн в Англії - 16 м, у затоці Мон-Сен-Мішель у Франції - 15 м, в губах моря Охотського, Пенжинської та Гіжигінської - 13 м , біля мису Нерпінський у Мезенській затоці – 11 м.
Вина теорія про припливи пояснює цю нестиковку відсутністю вир на екваторі, а також циклонів і антициклонів.
Для утворення вир, циклонів і антициклонів, необхідна відхиляюча сила Коріоліса. На екваторі сила Коріоліса мінімальна, а в помірних поясах, максимальна.
І ще питання: в океані два горби утворюються завдяки "переміщенню вод", а як утворюються два горби на корі землі? Це означає, що рухається земна кора?
Робота ефета Коріоліса.
Одне з призначень сили Коріоліса в природі, є формування вир циклонів і антициклонів. І щоб повною мірою виявилася сила Коріоліса, має відбутися розбалансування лінійної та кутової швидкості, як щодо осі Землі, так і щодо осі Сонця. Сила Коріоліса також залежить від нахилу осі Землі, до площини орбіти Землі. І без урахування орбітального обертання Землі, і нахилу осі Землі, сила Коріоліса, залишиться в науці, як декорація, марна для науково-практичного застосування, і для розвитку мислення у школярів. При простоті, що здається, сила Коріоліса для сприйняття вкрай важка. І об'єктивно вивчати і аналізувати її, без макета Сонячної системи, неможливо.
"Припливи та відливи-результат прецесії вир".
Форум Кафедри Океанології Спбгу. "Гіпотези, загадки, ідеї, осяяння".
Води озер, морів і океанів, північної півкулі, обертаються проти годинникової стрілки, а води південної півкулі обертаються за годинниковою стрілкою, утворюючи гігантські вири. А все що обертається, у тому числі і вири, мають властивість гіроскопа (юли), зберігати вертикальне положення осі в просторі незалежно від обертання Землі. завдяки чому, вири прецесують, (1-2 градусів) і відбивають від себе приливну хвилю. відливів, що спостерігається у всіх озерах, морях і океанах. А висота приливної хвилі залежить від швидкості перекидання виру (за 12 годин) і швидкості обертання виру. А швидкість обертання виру залежить від сили Коріоліса, від осьової та орбітальної швидкості Землі, і від нахилу осі Землі. А роль Місяця непряма, створення нерівномірної орбітальної швидкості Землі. Води Середземного моря обертаються проти годинникової стрілки, утворюючи припливи заввишки 10-15 см. Але в затоці Габес, що біля узбережжя Тунісу, висота припливів досягає трьох метрів, а часом і більше. І це вважається однією із загадок природи. Але в той же час, у затоці Габес, обертається вир, прецесуючи відбиває додаткову приливну хвилю. Усередині постійних океанічних і морських вир обертаються невеликі постійні і непостійні вихори і вири, що створюються річками, що впадають в бухти, обрисом берегів і місцевими вітрами. І в залежності від швидкості, і напрямку обертання невеликих прибережних вир, залежить календар, амплітуда, і кількість припливів і відливів на добу. Як правило позитивні відгуки до гіпотези, пишуть мислителі, що знають про протиріччя в Місячній теорії припливів і відливів, що володіють поглибленими знаннями небесної механіки, і властивостей гіроскопа.
"Приливна хвиля", що рухається з Індійського океану, врізаючись у східний берег острова Мадагаскар, всупереч очікуванням створює нульові припливи та відливи. А аномально висока приливна хвиля, чомусь виникає між островом Мадагаскар, і східним берегом Африки. зі швидкістю 9 км. У годину, прецесуючи відбиває приливну хвилю, у бік східного берега Африки.
Швидкість обертання вир на Землі, знаходиться в межах від 0, 0 до 10 км. В годину. Найбільша швидкість океанських течій на поверхні може досягати 29,6 км/год (зареєстровано в Тихому океані біля узбережжя Канади).
У відкритому океані течії зі швидкістю 5, 5 км/год і більше вважаються сильними.
Здрастуйте, Юсуп Саламович!
На Вашу статтю отримано рецензію, рецензію позитивну, статтю рекомендовано до публікації...
Додала Ваші матеріали до №3/2015, що вийде 29.06.2015 року. Після виходу журналу я надішлю Вам посилання на on-line версію та електронний варіант номера електронною поштою. Друкований варіант доведеться зачекати довше. Дякуємо Вам за публікацію у нашому журналі...
З повагою, Наталія Хватаєва (редактор російськомовного спрямування. Науковий журнал «Eastern-european scientific
journal» (Російсько-Німецька) 28.04.2015
Вирну теорію про припливи можна легко перевірити, у зв'язку висоти приливної хвилі зі швидкістю обертання вир.
Список морів, із середньою швидкістю обертання вир більше 0,5 км/год, і середньою висотою приливної хвилі більше 5 см:
Ірландське море. Північне море. Баренцове море. Море Баффіна. Біле море. Берінгове море. Охотське море. Аравійське море. Саргасове море. Гудзон затока. Затока Мен. Затока Аляска. І т.д.
Список морів, із середньою швидкістю обертання вир менш 0, 5 км/год, і середньою висотою приливної хвилі менше 5 см:
Балтійське море. Гренландське море. Чорне море. Азовське море. Каспійське море. Чукотське море. Карське море. Море Лаптєвих. Червоне море. Мармурове море. Карибська море. Японське море. Мексиканська затока. І т.д.
Примітка: Висота приливної хвилі (солітону), і амплітуда припливів та відливів, це не одне й те саме.
Типізація та районування морів proznania.ru/
Моря СРСР tapemark.narod.ru/more/
Лоція морів та океанів goo.gl/rOhQFq
Сила Коріоліса, Викликана обертанням Землі, може бути помічена при спостереженні за рухом маятника Фуко. (Приклад маятника зображено на гіфці).
Також вона визначає напрямок обертання вихорів циклонів, які ми спостерігаємо на знімках, отриманих з метеосупутників і, за ідеальних умов - напрямок закручування води, що зливається в раковину.
Маятник Фуко в Ісакієвському соборі:
Залізниця та сила Коріоліса
У Північній півкулі прикладена до поїзда, що рухається, сила Коріоліса спрямована перпендикулярно рейкам, має горизонтальну складову і прагне змістити поїзд вправо по ходу руху. Через це реборди коліс, розташованих праворуч поїзда, виявляються притиснуті до рейок.
Крім того, оскільки сила Коріоліса прикладена до центру мас кожного вагона, то вона створює момент сили, через який зростає нормальна сила реакції, що діє на колеса з боку правої рейки в напрямку, перпендикулярному поверхні рейки, і зменшується аналогічна сила, що діє з боку лівої рейки. Зрозуміло, що з 3-го закону Ньютона сила тиску вагонів на праву рейку також більша, ніж на ліву.
На одноколійних залізницях поїзди зазвичай ходять в обох напрямках, тому наслідки дії сили Коріоліса виявляються однаковими для обох рейок. Інакше справи на двоколійних дорогах. На таких дорогах по кожній колії поїзда рухаються тільки в одному напрямку, внаслідок чого дія сили Коріоліса призводить до того, що праві по ходу руху рейки зношуються сильніше, ніж ліві. Очевидно, що у Південній півкулі через зміну напрямку сили Коріоліса більше зношуються ліві рейки. На екваторі ефект відсутній, оскільки в цьому випадку сила Коріоліса спрямована вздовж вертикалі або при русі вздовж меридіана дорівнює нулю.
Сила Коріоліса та Природа
Крім того, сила Коріоліса проявляється і у глобальних масштабах. У Північній півкулі сила Коріоліса спрямована праворуч по ходу руху тіл, тому праві береги річок у Північній півкулі крутіші — їх підмиває вода під дією цієї сили (Закон Бера). У Південній півкулі все відбувається навпаки. Сила Коріоліса відповідальна також і за обертання циклонів та антициклонів (геострофічний вітер): у Північній півкулі обертання повітряних мас відбувається у циклонах проти годинникової стрілки, а в антициклонах – за годинниковою стрілкою; у Південному — навпаки: за годинниковою стрілкою у циклонах та проти — в антициклонах. Відхилення вітрів (пасатів) при циркуляції атмосфери також прояв сили Коріоліса.
Силу Коріоліса необхідно враховувати під час розгляду планетарних рухів води у океані. Вона є причиною виникнення гіроскопічних хвиль.
При ідеальних умовах сила Коріоліса визначає напрямок закручування води, наприклад, при зливі в раковині. Однак ідеальні умови важко досягти. Тому феномен «зворотного закручування води при стоку» є скоріше навколонауковим жартом.
Фіктивність "сили" Коріоліса
Ми стріляємо з гармати на Північному полюсі строго перпендикулярно до екватора.
На лівому малюнку зображено траєкторію, яку ми спостерігали б, якби Земля не оберталася. Снаряд би потрапив до "Мети" в Атлантичному океані. Але Земля обертається. І поки снаряд летить до екватора, ціль зміщується зі швидкістю обертання Землі на екваторі. У результаті снаряд падає над Атлантику, але в голову бідних боліваріан.
Помістимо в "Мета" спостерігача. Він побачить якусь криволінійну траєкторію снаряда - той відхилятиметься від прямої до спостерігача тим сильніше, що більший радіус обертання його проекції на землю.
Як ми можемо розрахувати рух такого снаряда? Здавалося б, які проблеми? Беремо сферичні координати та задаємо снаряду два вектори швидкості: один – до екватора, а другий – щодо осі обертання Землі. Але наука не любить простих шляхів. Вона підійшла до цього питання фундаментально.
Згідно з першим законом Ньютона, снаряд рухається за інерцією, тому що на нього не діють жодні сили, що змушують його звернути з прямого напрямку на екватор. Але ж спостерігач бачить, що снаряд відхиляється. Отже, нею діє сила, інакше порушується закон Ньютона. І таку силу вигадали: силу Коріоліса.
Сила Коріоліса не є справжньою в сенсі механіки Ньютона. При розгляді рухів щодо інерційної системи відліку такої сили взагалі немає. Вона вводиться штучно при розгляді рухів у системах відліку, що обертаються щодо інерційних, щоб надати рівнянням руху в таких системах формально такий самий вид, що і в інерційних системах відліку.
Це цитата з "Фізичні основи механіки: Навчальний посібник"
Прямо та недвозначно зазначено, що такої сили не існує. Просто, якщо комусь захочеться порахувати, то він може скористатися такою моделлю. А може, й сферичними координатами, як я вже писав. Але кому це треба? На практиці коріолісове усунення не зустрічається. Навіть при стрільбі з рушниці вона дорівнює кілька сантиметрів (http://goldprop02.h1.ru/Path-X-Mechanic/SK-Zemla-1.htm), а пориви вітру зміщують кулю сильніше. Втім, у снайперській гвинтівці в оптичному прицілі немає жодного обліку бічного зсуву кулі. Та й як врахувати, якщо стріляють у різних напрямках? І як снайпери потрапляють у яблучко з відстані один кілометр (7 сантиметрів зміщення вбік!)? Та й я, стріляючи з автомата по стоячій мішені, успішно цілився прямо на неї.
І ніякої реальної сили Коріоліса, яка виконує роботу, у природі не існує.
Але навіщо про неї так багато говорять?
Просто дана сила вважалася головним доказом обертання Землі до виходу людини до космосу.
Дією цієї сили пояснювалися різноманітні явища, що не мають до нього жодного відношення:
1) У північній півкулі сила Коріоліса спрямована праворуч від руху, тому праві береги річок у Північній півкулі крутіші — їх підмиває вода під дією цієї сили.
Справді? А на рівнинах якось і не помітно. Втім, є річки, де важко було б не помітити: ті, що протікають в ущелинах між високими скелями. Такі річки мали за багато років пропилити щілину під однією зі скель, повільно підрізаючи її.
Щось такого русла річки я жодного разу не бачив. Ось звивається річка між скелями.
Який берег крутіший?
Так, деякі річки мають дисбаланс берегів. Але він пояснюється геологічним будовою місцевості: вода притискається до гористої місцевості, оскільки вона трохи сильніше продавлює під собою прилеглу ділянку літосфери.
2) Якби рейки були б ідеальними, то при русі залізничних поїздів з півночі на південь і з півдня на північ, під впливом сили Коріоліса одна рейка зношувалась би сильніше, ніж друга. У північній півкулі більше зношується правий, а в південній лівий.
Чудовий доказ кочує за підручниками! Якби бабуся мала пеніс, то вона була б дідусем, а не бабусею. Але, на жаль, рейки не ідеальні, тому ніхто зносу не спостерігав.
Втім, я теж вигадав кілька причин такого гіпотетичного зносу.
- Нетерплячі пасажири юрмляться у проході перед виходом, який завжди праворуч, тому рейки й стежаться з одного боку.
- Колісна штанга - пряма, а реакція опори спрямовано центру Землі, тобто. під кутом при рознесенні на ширину рейок - ось це маленьке плече і стежить праву рейку, тому що відлік ведеться від лівого, з якого "починається" рух навколо осі Землі.
3) За ідеальних умов сила Коріоліса визначає напрямок закручування води, наприклад, при зливі в раковині. Однак ідеальні умови важко досягти. Тому феномен «зворотного закручування води при стоку» є скоріше навколонауковим жартом.
І тут все просто: напрямок обертання визначається правилом свердла. Вода в раковині тече вниз, тому й закручується за годинниковою стрілкою у будь-якій півкулі.
Аналогічним чином пояснюють і обертання повітря у циклонах та антициклонах: це сила Коріоліса його закрутила.
Ось вона – головна причина появи цієї сили. Як інакше пояснити виникнення цих явищ? Що може змусити повітря крутитись?
Що змушує (а це зовсім не природне, але цілком контрольоване явище), ми розглянемо пізніше. Нині нас цікавить рух цих циклонів/антициклонів, що описується коріолісовою силою.
Як легко помітити на наш приклад зі снарядом, будь-який об'єкт відхиляється проти обертання Землі під час руху від полюса і обертання Землі під час руху від екватора.