Чи впливає сила коріолісу на хімічну реакцію. "Сила" Коріоліса у Природі та техніці - фейк? або Напрямок вихрових спіралей

(На ім'я французького вченого Г. Г. Коріоліса) – одна з сил інерції, що існує в системі відліку, що обертається і проявляється при русі в напрямку під кутом до осі обертання.
Причина появи сили Коріоліса в прискоренні коріоліс. Для того, щоб тіло рухалося з коріолісовим прискоренням, необхідний додаток сили до тіла, що дорівнює F = ma,де а- Коріолісове прискорення. Відповідно, тіло діє згідно з третім законом Ньютона з силою протилежної спрямованості. F K = -ma.Сила, що діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса.
При обертанні диска, далекі від центру точки рухаються з більшою дотичною швидкістю, що менш далекі. Якщо ми хочемо перемістити деяке тіло вздовж радіусу, так, щоб воно залишалося на радіусі, то нам доведеться збільшити швидкість тіла, тобто надати йому прискорення. Якщо наша система відліку обертається разом з диском, ми відчуємо, що тіло «не хоче» залишатися на радіусі, а «норовить» зміститися – це і є сила Коріоліса.
В інерційних системах відліку діє закон інерції, тобто, кожне тіло прагне рухатися прямою і постійною швидкістю. Якщо розглянути рух тіла, рівномірний уздовж деякого радіусу, що обертається і спрямований від центру, то стане ясно, що для того щоб воно здійснилося, потрібно надавати тілу прискорення, так як чим далі від центру, тим більше повинна бути дотична швидкість обертання. Це означає, що з точки зору системи відліку, яка обертається, якась сила намагатиметься змістити тіло з радіусу.
Якщо обертання відбувається за годинниковою стрілкою, то тіло, що рухається від центру обертання, прагне зійти з радіусу вліво. Якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки – праворуч.
У системі координат, яка обертається навколо осі з кутовою швидкістю , Тіло, що рухається з лінійною швидкістю , Має прискорення

Відповідна сила, яка змушує тіло рухатися з таким прискоренням має дорівнювати

Де m – маса тіла.
Коріолісова сила перпендикулярна до осі обертання і до швидкості тіла. Якщо тіло рухається вздовж осі обертання, коріолісової сили не виникає. Найбільше значення Коріолісова сила тоді, коли тіло рухається перпендикулярно до осі обертання.
Сила Коріоліса проявляється, наприклад, у роботі маятника Фуко. З іншого боку, оскільки Земля обертається, то сила Коріоліса проявляється у глобальних масштабах. У північній півкулі сила Коріоліса спрямована праворуч від руху, тому праві береги річок у північній півкулі крутіші – їх підмиває вода під дією цієї сили. У південній півкулі все відбувається навпаки. Сила Коріоліса відповідальна також і за виникнення циклонів та антициклонів.
Попри популярну думку, малоймовірно, що сила Коріоліса впливає на напрямок закручування води у водопроводі, оскільки Земля обертається дуже повільно (один оборот за добу) і ця сила дуже мала.

29. Сила Коріоліса

Найжахливіша сила, якій гравітони не потрібні

Спочатку – що відомо науковому світу про силу Коріоліса?

При обертанні диска більш далекі від центру точки рухаються з більшою дотичною швидкістю, ніж менші (група чорних стрілок вздовж радіуса). Перемістити деяке тіло вздовж радіусу так, щоб воно залишалося на радіусі (синя стрілка з положення "А" в положення "Б") можна, збільшивши швидкість тіла, тобто надавши йому прискорення. Якщосистема відліку обертається разом із диском, то видно, що тіло "не хоче" залишатися на радіусі, а "намагається" піти вліво - це і є сила Коріоліса.

Траєкторії кульки при русі по поверхні тарілки, що обертається, в різних системах відліку (вгорі – в інерційній, внизу – в неінерційній).

Сила Коріоліса- одна зсил інерції , що існує в неінерційної системи відлікучерез обертання та закони інерції , що виявляється під час руху у напрямку під кутом до осі обертання. Названа на ім'я французького вченогоГюстава Гаспара Коріоліса , що вперше її описав. Прискорення Коріоліса було отримано Коріолісом у 1833 році,Гаусом у 1803 році та Ейлером у 1765 році.

Причина появи сили Коріоліса – у коріолісовому (поворотному) прискоренні. Уінерційних системах відлікудіє закон інерції , тобто, кожне тіло прагне рухатися прямою і постійноюшвидкістю . Якщо розглянути рух тіла, рівномірний уздовж деякого радіусу, що обертається і спрямований від центру, то стане ясно, що щоб воно здійснилося, потрібно надавати тілуприскорення , оскільки що далі від центру, то має бути більше дотична швидкість обертання. Це означає, що з точки зору системи відліку, яка обертається, якась сила намагатиметься змістити тіло з радіусу.

Для того, щоб тіло рухалося з коріолісовим прискоренням, необхідний додаток сили до тіла, що дорівнює F = ma, де a- Коріолісове прискорення. Відповідно, тіло діє потретьому закону Ньютона із силою протилежної спрямованості.F K = — ma.

Сила, яка діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса. Не слід плутати Коріолісову силу з іншогосилою інерції - відцентровою силою , яка спрямована нарадіусу обертового кола. 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.

Правило Жуковського

Додатки:

Правило буравчика

Прямий провід зі струмом. Струм (I), протікаючи через провід, створює магнітне поле (B) навколо дроту.Правило буравчика(також, правило правої руки) -мнемонічне правило для визначення напрямку векторакутовий швидкості , що характеризує швидкість обертання тіла, а також векторамагнітної індукції Bабо для визначення напрямкуіндукційного струму . Правило правої руки Правило буравчика: “Якщо напрямок поступального рухубуравчика (гвинта ) збігається з напрямком струму у провіднику, то напрям обертання ручки буравчика збігається з напрямкомвектор магнітної індукції “.

Визначає напрямок індукційного струму у провіднику, що рухається в магнітному полі

Правило правої руки: "Якщо долоню правої руки розташувати так, щоб до неї входили силові лінії магнітного поля, а відігнутий великий палець направити по руху провідника, то 4 витягнуті пальці вкажуть напрямок індукційного струму".

Для соленоїдавоно формулюється так: "Якщо обхопити соленоїд долонею правої руки так, щоб чотири пальці були направлені вздовж струму у витках, то відставлений великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда".

Правило лівої руки

Якщо рухається заряд, а магніт спочиває, то для визначення сили діє правило лівої руки: “Якщо ліву руку розташувати так, щоб лінії індукції магнітного поля входили в долоню перпендикулярно до неї, а чотири пальці були направлені по струму (по руху позитивно зарядженої частинки або проти рухи негативно зарядженої), то відставлений на 90® великий палець покаже напрямок чинної сили Лоренца або Ампера”.

МАГНІТНЕ ПОЛЕ

ВЛАСТИВОСТІ (стаціонарного) МАГНІТНОГО ПОЛЯ

Постійне (або стаціонарне)магнітне поле - це магнітне поле, що незмінюється в часі.

1. Магнітне поле створюєтьсязарядженими частинками і тілами, що рухаються, провідниками зі струмом, постійними магнітами.

2. Магнітне поле дієна заряджені частинки і тіла, що рухаються, на провідники зі струмом, на постійні магніти, на рамку зі струмом.

3. Магнітне поле вихрове, тобто. немає джерела.

МАГНІТНІ СИЛИ- це сили, з якими провідники зі струмом діють один на одного.

………………

МАГНІТНА ІНДУКЦІЯ

Вектор магнітної індукції спрямований завжди так, як зорієнтована магнітна стрілка, що вільно обертається в магнітному полі.

ЛІНІЇ МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ - це лінії, що стосуються якої у її точці є вектор магнітної індукції.

Однорідне магнітне поле- це магнітне поле, у якого в будь-якій його точці вектор магнітної індукції незмінний за величиною та напрямом; спостерігається між пластинами плоского конденсатора, всередині соленоїда (якщо його діаметр набагато менше його довжини) або всередині смугового магніту.

ВЛАСТИВОСТІ ЛІНІЙ МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ

- мають напрямок;

- Безперервні;

– замкнуті (тобто магнітне поле є вихровим);

- Не перетинаються;

- за їхньою густотою судять про величину магнітної індукції.

Правило буравчика(в основному для прямого провідника зі струмом):

	Якщо напрямок поступального руху буравчика збігається з напрямком струму у провіднику, то напрямок обертання ручки буравчика збігається з напрямком ліній магнітного поля струму.Правило правої руки (в основному для визначення напрямку магнітних ліній усередині соленоїда):Якщо охопити соленоїд долонею правої руки так, щоб чотири пальці були спрямовані вздовж струму у витках, відставлений великий палець покаже напрямок ліній магнітного поля всередині соленоїда.
	Існують інші можливі варіанти застосування правил буравчика та правої руки.
	СИЛА АМПЕРА- це сила, з якою магнітне поле діє провідник зі струмом.Модуль сили Ампера дорівнює добутку сили струму в провіднику модуль вектора магнітної індуції, довжину провідника і синус кута між вектором магнітної індукції і напрямом струму в провіднику.Сила Ампера максимальна, якщо вектор магнітної індукції перпендикулярний до провідника.Якщо вектор магнітної індукції паралельний провіднику, то магнітне поле не має жодного на провідник зі струмом, тобто. сила Ампера дорівнює нулю.Напрямок сили Амперавизначається за правилу лівої руки:

Якщо ліву руку розташувати так, щоб перпендикулярна провіднику складова вектора магнітної індукції входила в долоню, а 4 витягнуті пальці були направлені у напрямку струму, то відігнутий на 90 градусів великий палець покаже напрям сили, що діє на провідник зі струмом.

Так, у магнітному полі прямого провідника зі струмом (воно неоднорідне) рамка зі струмом орієнтується вздовж радіусу магнітної лінії і притягується або відштовхується від прямого провідника зі струмом в залежності від напрямку струмів.

Напрямок сили Коріоліса на Землі, що обертається.Відцентрова сила , що діє на тіло маси m, за модулем дорівнює F pr = mb 2 r, де b = омега - кутова швидкість обертання і r- Відстань від осі обертання. Вектор цієї сили лежить у площині осі обертання та спрямований перпендикулярно від неї. Величинасили Коріоліса , що діє на частинку, що рухається зі швидкістю щодо даної системи відліку, що обертається, визначається виразом, де альфа - кут між векторами швидкості частинки та кутової швидкості системи відліку. Вектор цієї сили спрямований перпендикулярно до обох векторів і праворуч від швидкості тіла (визначається поправилу свердла ).

Ефекти сили Коріоліса: лабораторні експерименти

Маятник Фуко на північному полюсі. Вісь обертання Землі лежить у площині коливань маятника.Маятник Фуко . Експеримент, що наочно демонструє обертання Землі, поставив у 1851 році французький фізикЛеон Фуко . Його сенс полягає в тому, що площина коливаньматематичного маятника незмінна щодо інерційної системи відліку, у разі відносно нерухомих зірок. Таким чином, у системі відліку, пов'язаної із Землею, площина коливань маятника має повертатися. З погляду неінерційної системи відліку, пов'язаної із Землею, площина коливань маятника Фуко повертається під дією сили Коріоліса.Найбільш чітко цей ефект має бути виражений на полюсах, де період повного повороту площини маятника дорівнює періоду обертання Землі навколо осі (зоряної доби). У випадку, період назад пропорційний синусу географічної широти, на екваторі площину коливань маятника незмінна.

В даний часмаятник Фуко з успіхом демонструється у низці наукових музеїв та планетаріїв, зокрема, у планетаріїСанкт-Петербург планетарії Волгограда.

Існує низка інших дослідів з маятниками, що використовуються для доказу обертання Землі. Наприклад, у досвіді Браве (1851 р.) використовувавсяконічний маятник . Обертання Землі доводилося тим, що періоди коливань і проти годинникової стрілки розрізнялися, оскільки сила Коріоліса в цих двох випадках мала різний знак. У 1853 р.Гаус запропонував використовувати не математичний маятник, як уФуко, а фізичний , що дозволило б зменшити розміри експериментальної установки та збільшити точність експерименту. Цю ідею реалізувавКамерлінг-Оннес у 1879 р.

Гіроскоп– тіло, що обертається, із значним моментом інерції зберігає момент імпульсу, якщо немає сильних обурень. Фуко, якому набридло пояснювати, що відбувається з маятником Фуко не на полюсі, розробив іншу демонстрацію: підвішений гіроскоп зберігав орієнтацію, а отже, повільно повертався щодо спостерігача.

Відхилення снарядів при гарматній стрільбі.Іншим спостерігається проявом сили Коріоліса є відхилення траєкторій снарядів (у північній півкулі вправо, у південній — вліво), що вистрілюються в горизонтальному напрямку. З точки зору інерційної системи відліку, для снарядів, що вистрілюються вздовжмеридіана , це пов'язано із залежністю лінійної швидкості обертання Землі від географічної широти: при русі від екватора до полюса снаряд зберігає горизонтальну компоненту швидкості незмінною, у той час як лінійна швидкість обертання точок земної поверхні зменшується, що призводить до зміщення снаряда від меридіана. Якщо постріл був зроблений паралельно екватору, то зміщення снаряда від паралелі пов'язане з тим, що траєкторія снаряда лежить в одній площині з центром Землі, тоді як точки земної поверхні рухаються в площині перпендикулярної осі обертання Землі.

Відхилення тіл, що вільно падають, від вертикалі.Якщо швидкість руху тіла має велику вертикальну складову, сила Коріоліса спрямована на схід, що призводить до відповідного відхилення траєкторії тіла, що вільно падає (без початкової швидкості) з високої вежі. При розгляді в інерційній системі відліку ефект пояснюється тим, що вершина вежі щодо центру Землі рухається швидше, ніж основа, завдяки чому траєкторія тіла виявляється вузькою параболою і тіло трохи випереджає основу вежі.

Цей ефект був передбаченийНьютоном в 1679 р. Через складність проведення відповідних експериментів ефект вдалося підтвердити лише наприкінці XVIII - першій половині XIX століття (Гульельміні, 1791; Бенценберг, 1802; Райх, 1831).

Австрійський астрономЙоган Хаген (1902 р.) здійснив експеримент, що є модифікацією цього досвіду, де замість вільно вантажів, що падають, використовуваласямашина Атвуда . Це дозволило знизити прискорення падіння, що призвело до зменшення розмірів експериментальної установки та підвищення точності вимірювань.

Ефект Етвеша.На низьких широтах сила Коріоліса при русі по земній поверхні спрямована у вертикальному напрямку і її дія призводить до збільшення або зменшення прискорення вільного падіння, залежно від того, чи рухається тіло на захід або схід. Цей ефект названийефектом Етвеша на честь угорського фізикаРоланда Етвеша , що експериментально виявило його на початку XX століття.

Досліди, які використовують закон збереження моменту імпульсу.Деякі експерименти засновані назакон збереження моменту імпульсу : в інерційній системі відліку величина моменту імпульсу (рівна добуткумоменту інерції на кутову швидкість обертання) під впливом внутрішніх сил змінюється. Якщо деякий початковий момент часу установка нерухома щодо Землі, то швидкість її обертання щодо інерційної системи відліку дорівнює кутовий швидкості обертання Землі. Якщо змінити момент інерції системи, має змінитися кутова швидкість її обертання, тобто почнеться обертання щодо Землі. У неінерційній системі відліку, пов'язаної із Землею, обертання виникає внаслідок дії сили Коріоліса. Ця ідея була запропонована французьким вченимЛуї Пуансо у 1851 р.

Перший такий експеримент було поставленоХагеном у 1910 р.: два вантажі на гладкій перекладині були встановлені нерухомо щодо Землі. Потім відстань між вантажами було зменшено. В результаті установка прийшла у обертання. Ще наочніший досвід поставив німецький ученийХанс Букка (Hans Bucka) 1949 р. Стрижень довжиною приблизно 1,5 метра був встановлений перпендикулярно до прямокутної рамки. Спочатку стрижень був горизонтальний, установка була нерухомою щодо Землі. Потім стрижень був приведений у вертикальне положення, що призвело до зміни моменту інерції установки приблизно 10 4 раз і її швидкому обертанню з кутовою швидкістю, 10 4 разів перевищує швидкість обертання Землі.

Вирва у ванні.Оскільки сила Коріоліса дуже слабка, вона дуже мало впливає на напрям закручування води при зливі в раковині або ванні, тому в загальному випадку напрям обертання у вирві не пов'язаний з обертанням Землі. Однак у ретельно контрольованих експериментах можна відокремити дію сили Коріоліса від інших факторів: у північній півкулі вирва буде закручена проти годинникової стрілки, у південній — навпаки (все навпаки).

Ефекти сили Коріоліса: явища у навколишній природі

Закон Бера.Як вперше наголосив петербурзький академікКарл Бер в 1857 році, річки розмивають у північній півкулі правий берег (у південній півкулі - лівий), який внаслідок цього виявляється більш крутим (закон Бера ). Пояснення ефекту аналогічне пояснення відхилення снарядів при стрільбі в горизонтальному напрямку: під дією сили Коріоліса вода сильніше вдаряється у правий берег, що призводить до його розмиття, і навпаки, відступає від лівого берега.

Циклон над південно-східним узбережжям Ісландії (вид із космосу).Вітри: пасати, циклони, антициклони.З наявністю сили Коріоліса, спрямованої в північній півкулі вправо та в південній ліворуч, пов'язані також атмосферні явища: пасати, циклони та антициклони. Явищепасатів викликається неоднаковістю нагріву нижніх шарів земної атмосфери в приекваторіальній смузі та в середніх широтах, що призводить до перебігу повітря вздовж меридіана на південь або північ у північній та південній півкулях, відповідно. Дія сили Коріоліса призводить до відхилення потоків повітря: у північній півкулі – у бік північного сходу (північно-східний пасат), у південній півкулі – на південний схід (південно-східний пасат).

Циклоном називається атмосферний вихор зі зниженим тиском повітря у центрі. Маси повітря, прагнучи до центру циклону, під дією сили Коріоліса закручуються проти годинникової стрілки у північній півкулі та за годинниковою стрілкою у південній. Аналогічно, вантициклоні , де в центрі є максимум тиску, наявність сили Коріоліса призводить до вихрового руху за годинниковою стрілкою у північній півкулі та проти годинникової стрілки у південній. У стаціонарному стані напрямок руху вітру в циклоні або антициклоні такий, що сила Коріоліса врівноважує градієнт тиску між центром і периферією вихору (геострофічний вітер ).

Оптичні експерименти

В основі ряду дослідів, що демонструють обертання Землі, використовуєтьсяефект Саньяка: якщо кільцевий інтерферометр здійснює обертальний рух, то внаслідок релятивістських ефектів смуги зміщуються на кут

Правило буравчика у житті дельфінів

Однак малоймовірно, що дельфіни здатні відчувати цю силу в такому незначному масштабі, пише MIGNews. За іншою версією Менджера, річ у тому, що тварини плавають в одному напрямку, щоб триматися групою під час відносної вразливості за години напівсну. “Коли дельфіни не сплять, вони використовують свист, щоб триматися разом, – пояснює вчений. – Але під час сну вони не хочуть шуміти, бо бояться привернути увагу”. Але Менджер не знає, чому вибір напрямку змінюється у зв'язку з півкулею: “Це вище за мої сили”, – визнає дослідник.

Думка дилетанта

Отже, маємо збирання:

1. Сила Коріоліса – одна з

5. МАГНІТНЕ ПОЛЕ- це особливий вид матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між електрично зарядженими частинками, що рухаються електрично.

6. МАГНІТНА ІНДУКЦІЯ- Це силова характеристика магнітного поля.

7. НАПРЯМОК ЛІНІЙ МАГНІТНОЇ ІНДУКЦІЇ- визначається за правилом свердла або за правилом правої руки.

9. Відхилення тіл, що вільно падають, від вертикалі.

10. Вирва у ванні

11. Ефект правого берега.

12. Дельфіни.

На екваторі провели експеримент із водою. На північ від екватора при зливі вода оберталася за годинниковою стрілкою, на південь від екватора - проти годинникової стрілки. Те, що правий берег вище лівого – це вода затягує скелю нагору.

Сила Коріоліса жодного відношення до обертання Землі не має!

Детальний опис трубок зв'язку з супутниками, Місяцем та Сонцем наведено в монографії "Холодний ядерний синтез".

Там же ефекти, що виникають при зниженні потенціалів окремих частот у трубках зв'язку.

З 2007 року спостерігалися ефекти:

Обертання води при зливі як за годинниковою, так і проти годинникової стрілки, іноді злив проводився без обертання.

Дельфіни викидалися на берег.

Відсутня трансформація струму (на вході є, на виході нічого немає).

При трансформації вихідна потужність значно перевищувала вхідну.

Згоряння трансформаторних підстанцій.

Збої систем зв'язку.

Не працювало правило свердла при магнітній індукції.

Пропав Гольфстрім.

Планується:

Зупинка океанських течій.

Зупинка річок, що впадають у Чорне море.

Зупинка річок, що впадають в Аральське море.

Зупинка Єнісея.

Ліквідація трубок зв'язку призведе до зміщення супутників планет на кругові орбіти навколо Сонця, радіус орбіт буде меншим за радіус орбіти Меркурія.

Зняття трубки зв'язку із Сонцем – гасіння корони.

Зняття трубки зв'язку з Місяцем - ліквідація розмноження "золотого мільярда" та "золотого мільйона", при цьому Місяць "від'їжджає" від Землі на 1200000 км.

Коріоліса сила

При обертанні диска, більш далекі від центру точки рухаються з більшою дотичною швидкістю, ніж менші (група чорних стрілок вздовж радіуса). Якщо ми хочемо перемістити деяке тіло вздовж радіусу, так, щоб воно залишалося на радіусі (синя стрілка з положення "А" в положення "Б"), то нам доведеться збільшити швидкість тіла, тобто надати йому прискорення. Якщо наша система відліку обертається разом із диском, то ми відчуємо, що тіло «не хоче» залишатися на радіусі, а «норовить» піти вліво – це і є сила Коріоліса.

Рух кульки по поверхні тарілки, що обертається.

Сила Коріоліса(на ім'я французького вченого Гюстава Гаспара Коріоліса, що вперше його описав) - одна з сил інерції, що існує в неінерціальній (обертається) системі відліку через обертання і законів інерції, що виявляється при русі в напрямку під кутом до осі обертання. Прискорення Коріоліса було отримано Коріолісом у 1833 р., Гауссом у 1803 р. та Ейлером у 1765 р.

Причина появи сили Коріоліса – у коріолісовому (поворотному) прискоренні. Для того, щоб тіло рухалося з коріолісовим прискоренням, необхідний додаток сили до тіла, що дорівнює F = ma , де a- коріолісове прискорення. Відповідно, тіло діє за третім законом Ньютона із силою протилежної спрямованості. F K = − ma. Сила, яка діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса. Не слід плутати Коріолісову силу з іншою силою інерції - відцентровою силою, яка спрямована по радіусу обертового кола.

Всупереч поширеній думці, малоймовірно, що сила Коріоліса повністю визначає напрямок закручування води у водопроводі - наприклад, при зливі в раковині. Хоча в різних півкуль вона дійсно прагне закручувати водяну лійку в різних напрямках, при зливі 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.

Див. також

Wikimedia Foundation. 2010 .

Відцентрова сила інерції− сила інерції, що діє на тіло (матеріальну точку), що знаходиться в системі відліку, що обертається, і рівна: ; модуль (величина) відцентрової сили інерції розраховується за такою формулою: , де – маса тіла; − кутова швидкість обертання системи; − відстань від осі обертання до тіла. Напрямок вектора відцентрової сили інерції завжди від осі обертання.

Сила Коріоліса−сила інерції, що діє на тіло (матеріальну точку), що рухається зі швидкістю щодо системи відліку, що обертається, і рівна: ; модуль (величина) сили Коріоліса розраховується за такою формулою: , де – маса тіла; − кутова швидкість обертання системи; − швидкість тіла щодо системи відліку, що обертається; − кут між векторами та . Напрямок вектора сили Коріоліса визначається за векторним добутком.

Причина появи сили Коріоліса – у коріолісовому (поворотному) прискоренні. В інерційних системах відліку діє закон інерції, тобто, кожне тіло прагне рухатися прямою і постійною швидкістю. Якщо розглянути рух тіла, рівномірний уздовж деякого радіусу, що обертається і спрямований від центру, то стане ясно, що щоб воно здійснилося, потрібно надавати тілу прискорення, так як чим далі від центру, тим повинна бути більша дотична швидкість обертання. Це означає, що з точки зору системи відліку, яка обертається, якась сила намагатиметься змістити тіло з радіусу.

Для того, щоб тіло рухалося з коріолісовим прискоренням, необхідний додаток сили до тіла, що дорівнює F = ma, де a - коріолісове прискорення. Відповідно, тіло діє за третім законом Ньютона із силою протилежної спрямованості. FK = − ma. Сила, яка діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса. Не слід плутати Коріолісову силу з іншою силою інерції - відцентровою силою, яка спрямована по радіусу обертового кола.

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.
Умови рівноваги твердого тіла. Види рівноваги.

1-ша умова рівноваги:якщо рівнодіюча всіх сил, прикладених до тіла, дорівнює нулю, то тіло рухається рівномірно і прямолінійно (швидкість = константі) або спочивати (швидкість = 0).

2-ге умова рівноваги:якщо сумарний момент сил, що діють тіло дорівнює нулю, то тіло обертається поступово чи спочивати.

Види рівноваги:

1 – положення стійкої рівноваги- Стан механічної системи при виведенні з якого в самій системі виникають сили, що прагнуть повернути її в положення рівноваги. У цьому положенні система має мінімальне значення потенційної енергії.

2 – положення нестійкої рівноваги- Стан механічної системи, при виведенні з якого в самій системі виникають сили, які прагнуть вивести систему ще далі з положення рівноваги.

3 – байдуже становище.

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 спрямовано 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, вперше його описавшего) - одна з сил інерції, що існує в неінерціальній (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, яка 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 на 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: