Кориолисово ускорение

Физикам, изучающим процесс движения тел в неинерциальных системах отсчета, по роду деятельности случается сталкиваться с кориолисовым ускорением. Занимаясь подобной работой, специалисты обязательно учитывают данное ускорение. Ниже рассказывается, что это такое, как образуется и где проявляется в условиях нашей планеты.

Определение явления: что это такое?

Отвечая на поставленный вопрос кратко и емко, следует отметить следующее: кориолисово ускорение возникает вследствие ускорения Кориолиса. Такое явление проявляется во время движения тела в неинерциальной вращающейся системе отсчета. Стоит знать, неинерциальные системы вращаются в пространстве либо движутся с ускорением. Планета Земля полагается инерциальной системой отсчета, что вызвано малой угловой скоростью вращения.

Эффект Кориолиса

Но, если рассматривать эту тематику, наша планета полагается неинерциальной. В данных системах отмечаются фиктивные силы. Принимая во внимание точку зрения наблюдателя, подобные силы образуются беспричинно. К примеру, центробежная сила представляет собой ненастоящую силу, что обусловлено ее появлением, вызванным не привычным для многих воздействием на тело, а присутствием инерционного свойства. Аналогичное суждение касается силы Кориолиса, являющейся ненастоящей. Свое название ускорение получило от фамилии француза Гаспара Кориолиса, ставшего первым ученым, сумевшим рассчитать данную силу.

Кориолисово ускорение и направления движения в пространстве

Узнав ответ на вопрос, затрагивающий суть ускорения и его происхождение, резонным оказывается желание узнать, при каких условиях оно образуется. Попытайтесь представить диск, который производит вращательные движения в горизонтальной плоскости. Через центр диска проходит вертикальная ось вращения. Тело находится в состоянии покоя на диске. В этом состоянии на него воздействует центробежная сила. Даная сила направлена от вращательной оси по радиусу. Тело непременно слетит с поверхности диска в том случае, если будет сопутствовать центростремительная сила, способной создавать противодействующий эффект.

К примеру, тело начало движение параллельно оси, вертикально. В этом случае кориолисова сила будет отсутствовать, так как линейная скорость будет равна скорости диска. При совершении радиального движения телом, образуется рассматриваемое ускорение. Эта сила будет направлена к направлению вращения диска по касательной. Появление силы Кориолиса обусловлено в таком случае сохранением момента импульса, наличием разности в линейных скоростях точек диска.

При вращении тела по касательной по отношению к поверхности вращающегося диска, образуется дополнительная сила, способная совершать толкательные действия относительно диска. В связи с тем, что направление ускорения Кориолиса совпадает с направлением действия данной силы, ускорение также будет иметь 2 компоненты – тангенциальную и радиальную.

Влияние силы на полет пушечного ядра

Для примерного понимания сути и принципа действия ускорения Кориолиса, приведем следующий пример: пушка стреляет в направлении севера, находясь на нулевой широте и нулевом меридиане. Если бы планета не совершала вращательное движение вокруг своей оси с запада на восток, ядро пушки упало бы на нулевой долготе. В действительности, ядро упадет на другой долготе, что вызвано вращением Земли. Подобное явление представляет собой действие силы Кориолиса.

Объясняется это действие просто: точки на планете с воздушными массами, обволакивающими поверхности Земли, обладают значительной линейной вращательной скоростью, если они расположены в низких широтах. Вылетая из пушки, ядро имело существенную вращательную скорость с запада в направлении востока. Именно эта линейная скорость становиться причиной смещения в восточном направлении.

Морские течения, движение воздушных масс

Более показательно о рассматриваемой силе можно сказать, взяв за пример движение течений в океане. Не менее понятен принцип действия ускорения Кориолиса на примере движения воздух в атмосфере планеты. Все известное течение Гольфстрим берет начало на юге Северной Америки и достигает берегов Европы благодаря силе, открытой французским ученым. Относительно влияния ускорения Кориолиса на движение воздушных масс вокруг планеты стоит сказать, что показательным в этом случае оказываются ветра пассаты, круглогодично дующие с востока на запад в условиях низких широт.

Похожие статьи

Инфосфера