Efekt Coriolisa
Z Wikipedii
Efekt Coriolisa - efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Dla obserwatora pozostającego w obracającym się układzie odniesienia, objawia się zakrzywieniem toru ciał poruszających się w takim układzie. Zakrzywienie to zdaje się być wywołane jakąś siłą, tak zwaną siłą Coriolisa. Siła Coriolisa jest siłą pozorną, występującą jedynie w nieinercjalnych układach obracających się. Dla zewnętrznego obserwatora siła ta nie istnieje. Dla niego to układ zmienia położenie a poruszające się ciało zachowuje swój stan ruchu zgodnie z I zasadą dynamiki.
Siła ta wyrażona jest wzorem:
Z siłą tą wiąże się przyspieszenie Coriolisa:
Oznaczenia: m – masa ciała, v – jego prędkość, ω – prędkość kątowa układu, natomiast 
– iloczyn wektorowy.
Spis treści |
[edytuj] Skutki
Siła Coriolisa powoduje odchylenie od linii prostej toru ruchu ciała poruszającego się w układzie obracającym się (np. Ziemi lub płaskiej tarczy). Ponieważ Ziemia obraca się z zachodu na wschód, zatem siła Coriolisa powoduje odchylenie toru ciała poruszającego się ku równikowi w kierunku zachodnim na obu półkulach, lub w kierunku wschodnim, jeżeli ciało porusza się w stronę któregoś z biegunów, czyli ku osi obrotu.
Siła Coriolisa powoduje również odchylenie swobodnie spadających ciał w kierunku wschodnim. Dzieje się tak, gdyż ciało przybliżając się do osi obrotu zachowuje większą prędkość liniową, którą miało na większej wysokości. Jeśli np. na równiku postawimy wysoką wieżę i puścimy swobodnie kamień to przyciągany siłą grawitacji będzie się on zbliżał do powierzchni Ziemi. Stąd odchylenie zgodne z ruchem obrotowym Ziemi. Ciało rzucone pionowo w górę odchyli się na zachód a spadając powróci na swoje miejsce odchylając się na wschód. Ciała swobodnie spadając odchylają się na wschód wszędzie poza biegunami Ziemi. Na ciała pozostające w spoczynku siła Coriolisa nie oddziałuje, jak również na ciała poruszające się równolegle do osi obrotu Ziemi (wówczas iloczyn skalarny prędkości i prędkości kątowej równy jest 0).
[edytuj] Efekt na Ziemi
Ziemia obraca się wokół swojej osi i dlatego dla ciał poruszających się po powierzchni Ziemi występuje efekt Coriolisa.
Na północ od równika powoduje on zakrzywienie toru ruchu poruszających się obiektów w prawo (z punktu widzenia poruszającego się obiektu), a na południe – w lewo.
Efekt ten nie jest zazwyczaj odczuwalny, objawia się jedynie przy długotrwałych procesach lub w przypadku ciał poruszających się swobodnie na dużym obszarze (wiatry, prądy morskie). A oto przykłady jego wpływu (z punktu widzenia obserwatora poruszającego się wraz z obiektem - wiatrem, rzeką...):
- na półkuli północnej wiatr ma tendencję do skręcania w prawo, a na południowej – w lewo;
- na półkuli północnej mocniej podmywane są prawe brzegi rzek (odpowiednio: na południowej – lewe);
- na półkuli północnej wiry wodne oraz cyklony poruszają się odwrotnie do ruchu wskazówek zegara, a na południowej zgodnie z ruchem wskazówek zegara
- płaszczyzna, w której porusza się wahadło ulega skręceniu na półkuli północnej w prawo, a na południowej – w lewo;
Jeśli z określonego miejsca na półkuli północnej zacznie przemieszczać się ku biegunowi masa powietrza, to napływa ona nad obszary o malejącej prędkości liniowej będzie w stosunku do nich napływać nie z południa, lecz z południowego zachodu. Z punktu widzenia obserwatora na Ziemi wygląda to, jakby na powietrze działała siła skierowana z zachodu na wschód. Tą pozorną siłą jest właśnie siła Coriolisa.
Efekty Coriolisa muszą być także brane pod uwagę przez artylerzystów, osoby sterujące lotem samolotów, rakiet, itp.
Odkrywcą tego efektu był francuski inżynier i matematyk Gaspard-Gustave Coriolis, zaś pierwszego eksperymentalnego potwierdzenia efektu dla Ziemi dostarczył swym wahadłem Jean Bernard Léon Foucault.
[edytuj] Przykłady
- Ciało upuszczone ze szczytu wieży Eiffla (wysokość 273 m z najwyższego tarasu) spadnie przesunięte o 6,505103512 cm na wschód (nie uwzględniając innych sił).
- W czasie II wojny światowej niemieckie rakiety V2, wystrzeliwane w kierunku Londynu z odległości około 300 km, lecąc z prędkością 1400 km/h, uderzały około 3,7 km na zachód od celu.
- Pocisk artyleryjski wystrzelony z 50 stopnia szerokości geograficznej północnej lecący z przeciętną prędkością poziomą 2000 m/s w kierunku południkowym (na północ lub na południe), w ciągu 20 sekund lotu zboczy o około 58 metrów od celu, niezależnie od wpływu wiatru i ruchu obrotowego pocisku.
[edytuj] Zobacz też
