Coriolis-voiman esiintyminen johtuu. Keskipakoinen hitausvoima. Coriolis-voima. Coriolis-voiman ilmentymä. Kannun suodattimet, patruunat

Coriolis-voiman vaikutus tulee havaittavaksi kuvattaessa erittäin pitkiä matkoja, kuten kuvassa näkyy. Maan liike akselinsa ympäri siirtää kohdetta luodin lennon aikana.

Kun olet ampumaradalla, maa, jolla seisot, näyttää olevan vakaa. Mutta itse asiassa se on iso pallo, joka lentää avaruuden halki ja pyörii akselinsa ympäri samaan aikaan, yhden täyden kierroksen välein 24 tunnin välein. Maan pyöriminen voi olla ongelmallista pitkän matkan ampujille. Pitkän luodin lennon aikana planeetan pyöriminen saa kohteen poikkeamaan visuaalisesti luodin liikeradalta ammuttaessa erittäin pitkiä etäisyyksiä. Tätä kutsutaan ballistiikassa korrelaatiovaikutukseksi tai korrelaatiovaikutukseksi.

Bryan Litz Applied Ballisticsista on julkaissut lyhyen videon, jossa hän selittää Coriolis-voiman vaikutuksen. Brian huomauttaa, että tämä vaikutus on "erittäin vähäinen. Ampujat haluavat korottaa sen voimaa, koska se näyttää erittäin salaperäiseltä." Useimmissa tapauksissa, kun ammutaan ~1000 metriin asti, Coriolis-voimaa ei ole tärkeää ottaa huomioon. Jos käytät amerikkalaista korjausjärjestelmää (1/4 MOA kaariminuutti = ~1" tuumaa 100 jaardissa) 1000 jaardissa (914,4 m.), vaikutus voidaan korjata yhdellä napsautuksella (useimmille patruunoille). Kun merkintä on tehty 1000 jaardissa kovissa tuuliolosuhteissa, Coriolis-voiman vaikutus voi "kadota yleismeluun. "Mutta erittäin suotuisissa kuvausolosuhteissa ilman tuulta pitkillä etäisyyksillä Brian väittää, että on mahdollista saada etua tarkkuudesta käyttämällä ballistisia ratkaisuja ottaen huomioon korrelaatiovaikutuksen.

Brian jatkaa: "Coriolis-voiman vaikutus... liittyy Maan pyörimiseen. Pohjimmiltaan ammut pisteestä toiseen pyörivällä pallolla, inertiakoordinaatistossa. Seuraukset ovat sellaiset, että jos Luodin lentoaika on riittävän pitkä, luoti ajautuu pois omasta aiotusta kohteestaan. Tämän ajautumisen määrä on hyvin pieni - se riippuu maantieteellisestä leveysasteesta ja tulen suunnasta suhteessa planeettaan."

Coriolis-voiman vaikutusta on erittäin vaikea havaita. Keskimääräisellä BC:llä ja nopeudella sinulla on jopa 1 000 jaardia vapaata kantamaa, ennen kuin voit säätää kiikarisi yhdellä napsautuksella. Brian sanoo: "korrelaatiovaikutusta EI kannata ajatella ammuttaessa liikkuvaa kohdetta, sitä EI kannata ajatella ammuttaessa kovassa tuulessa, koska on olosuhteita, joilla on selvempi vaikutus, ja Coriolis-voiman vaikutus. häiritsee sinua heistä."

"Jos voit todella ajatella tämän tehosteen käyttämistä, käytä sitä jatkuvasti ja se vaikuttaa suorituskykyisi - tämä on kun ammut erittäin pitkiä matkoja suhteellisen pieniin kohteisiin matalassa tuulessa. Kun tiedät luodin nopeuden ja ballistiikan kerroin erittäin hyvin ja olosuhteet ovat täydelliset, silloin huomaat Coriolis-voiman vaikutuksen.Saat enemmän tuottoa toiminnassasi, jos otat tämän voiman huomioon vain yllä mainituissa tapauksissa.Mutta useimmissa tapauksissa käytännön kaukoammunta, Coriolis-voima EI ole niin tärkeä. On todella tärkeää ymmärtää ampumaprioriteetit ja ottaa ne huomioon prosessissa."

Esitä kysymyksesi.

Vedenkäsittely

Kaupassa Masaru Emoto kirjat. vesienergiaa

Kannun suodattimet, patruunat

Vesi päiväntasaajalla. Coriolis-voima

Kokeita veden kanssa päiväntasaajalla. Julkaistu Internetissä mielenkiintoinen video- siitä, kuinka vesi käyttäytyy päiväntasaajalla ja kuinka se käyttäytyy, jos liikut hieman sivuille - pohjoiseen tai etelänapa. Kun vesi tyhjennetään päiväntasaajalla, se virtaa pois ilman turbulenssia, ja jos liikutaan kohti napoja, ilmaantuu turbulensseja, ja eri suuntiin.

Katso video:

Coriolis-voima, joka on nimetty sen vuonna 1833 löytäneen ranskalaisen tiedemiehen Gustave Corioliksen mukaan, on yksi kappaleen pyörimisestä johtuvassa ei-inertiaalisessa vertailukehyksessä toimivista inertiavoimista, jotka ilmenevät liikkuessaan kulma pyörimisakseliin nähden. Syy Coriolis-voiman esiintymiseen on pyörimiskiihtyvyys. Inertiaalisessa vertailukehyksessä jokainen kappale liikkuu inertialain mukaisesti suoraviivaisesti ja vakionopeudella. klo yhtenäinen liike kappaletta tietyllä pyörimissäteellä, kiihdytys on välttämätöntä, koska mitä kauempana kappale on keskustasta, sitä suurempi tangentiaalisen pyörimisnopeuden tulisi olla. Siksi, kun harkitaan pyörivää vertailukehystä, Coriolis-voima yrittää siirtää kehon tietystä säteestä. Tässä tapauksessa, jos pyöriminen tapahtuu myötäpäivään, kiertokeskipisteestä liikkuva kappale pyrkii jättämään säteen vasemmalle. Jos kierto on vastapäivään, niin oikealle.

Riisi. Coriolis-voiman syntyminen

Coriolis-voiman toiminnan tulos on maksimaalinen, kun esine liikkuu pituussuunnassa suhteessa pyörimiseen. Maapallolla tämä tapahtuu meridiaa pitkin liikkuessaan, kun taas keho poikkeaa oikealle liikkuessaan pohjoisesta etelään ja vasemmalle etelästä pohjoiseen. Tälle ilmiölle on kaksi syytä: ensinnäkin Maan pyöriminen itään; ja toinen on maan pinnalla olevan pisteen tangentiaalisen nopeuden riippuvuus maantieteellisestä leveysasteesta (tämä nopeus on nolla napoissa ja saavuttaa maksimiarvonsa päiväntasaajalla).

Kokeellisesti Maan pyörimisestä akselinsa ympäri aiheutuva Coriolis-voima on nähtävissä Foucault'n heilurin liikettä havainnoitaessa. Lisäksi Coriolis-voima ilmenee globaaleissa luonnonprosesseissa. Planeettamme pyörii akselinsa ympäri, ja tämä pyöriminen vaikuttaa kaikkiin sen pinnalla liikkuviin kappaleisiin. Noin 5 km/h nopeudella kävelevään ihmiseen Coriolis-voima vaikuttaa niin merkityksettömästi, että hän ei huomaa sitä. Mutta sillä on merkittävä vaikutus suuriin vesimassoihin joissa tai ilmavirroissa. Tämän seurauksena pohjoisella pallonpuoliskolla Coriolis-voima on suunnattu liikkeen oikealle puolelle, joten pohjoisen pallonpuoliskon jokien oikeat rannat ovat jyrkempiä, koska vesi huuhtoutuu pois Coriolis-voiman vaikutuksesta. Eteläisellä pallonpuoliskolla kaikki tapahtuu päinvastoin ja vasemmat rannat huuhtoutuvat pois. Tämä tosiasia selittyy Coriolis-voiman ja kitkavoiman yhteistoiminnalla, jotka luovat vesimassojen pyörivän liikkeen kanavan akselin ympäri, mikä aiheuttaa aineen siirtymisen pankkien välillä. Coriolis-voima on myös vastuussa syklonien ja antisyklonien pyörimisestä, ilmapyörteistä, joiden keskellä on alhainen ja korkea paine ja jotka liikkuvat myötäpäivään pohjoisella pallonpuoliskolla ja vastapäivään eteläisellä pallonpuoliskolla. Tämä johtuu siitä, että Coriolis-voima, joka johtuu Maan pyörimisestä pohjoisella pallonpuoliskolla, johtaa liikkuvan virran käännökseen oikealle ja eteläisellä pallonpuoliskolla - vasemmalle. Sykloneille on tunnusomaista käänteinen suunta tuulet.

Toinen Coriolis-voiman ilmentymä on kiskojen kuluminen pohjoisella ja eteläisellä pallonpuoliskolla. Jos kiskot olisivat ihanteellisia, silloin kun junat liikkuvat pohjoisesta etelään ja etelästä pohjoiseen Coriolis-voiman vaikutuksesta, yksi kisko kuluisi enemmän kuin toinen. Pohjoisella pallonpuoliskolla oikea kuluu enemmän ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasen.

Coriolis-voima on myös otettava huomioon, kun tarkastellaan veden planeettojen liikkeitä valtameressä. Se aiheuttaa gyroskooppisia aaltoja, joissa vesimolekyylit liikkuvat ympyrää.

Ja lopuksi, ihanteellisissa olosuhteissa Coriolis-voima määrittää veden pyörteen suunnan tyhjennettäessä altaaseen. Vaikka itse asiassa Coriolis-voima vaikuttaa vastakkaisiin suuntiin kahdella pallonpuoliskolla, tämä vaikutus määrää vain osittain veden pyörteen suunnan suppilossa. Tosiasia on, että vesi virtaa pitkään vesiputkien läpi, kun taas vesivirtaan muodostuu näkymättömiä virtoja, jotka jatkavat vesivirran pyörittämistä, kun se kaatuu pesualtaaseen. Kun vesi menee tyhjennysaukkoon, voi myös syntyä samanlaisia ​​virtoja. Juuri he määrittävät veden liikesuunnan suppilossa, koska Coriolis-voimat osoittautuvat paljon heikommiksi kuin nämä virrat. Näin ollen tavallisessa elämässä veden pyörteen suunta tyhjennyssuppilossa pohjoisella ja eteläisellä pallonpuoliskolla riippuu enemmän viemärijärjestelmän kokoonpanosta kuin luonnonvoimien vaikutuksesta. Siksi tämän tuloksen toistamiseksi tarkasti on luotava ihanteelliset olosuhteet. Kokeilijat ottivat täysin symmetrisen pallomaisen kuoren, eliminoivat viemäriputket, jolloin vesi pääsi kulkemaan vapaasti tyhjennysreiän läpi, varustivat tyhjennysreiän automaattisella sulkimella, joka avautui vasta, kun mahdolliset jäännöshäiriöt rauhoittuivat vedessä, ja pystyivät korjaamaan Coriolis-vaikutus käytännössä.

Ph.D. O.V. Mosin

Coriolis-efektin työ..
Yksi Coriolis-voiman tarkoituksista luonnossa on syklonien ja antisyklonien pyörteiden muodostuminen. Ja jotta Coriolis-voima ilmenisi täysin, lineaarisen ja epätasapainon kulmanopeus, sekä suhteessa maan akseliin että suhteessa auringon akseliin. Coriolis-voima riippuu myös Maan akselin kallistuksesta Maan kiertoradan tasoon. Ja ottamatta huomioon Maan kiertoradan pyörimistä ja Maan akselin kaltevuutta, Coriolis-voima pysyy tieteessä koristeena, hyödyttömänä tieteelliseen ja käytännön käyttöön ja tehtäväksi koululaisten ajattelun kehittämiseen. Näennäisen yksinkertaisuuden vuoksi Coriolis-voimaa on erittäin vaikea havaita. Ja objektiivisesti tutkia ja analysoida sitä ilman asettelua aurinkokunta, mahdotonta.
"Vuoraus on seurausta pyörteiden precessiosta."
Pietarin valtionyliopiston meritieteen laitoksen foorumi "Hypoteesit, arvoitukset, ideat, oivallukset".
Pohjoisen pallonpuoliskon järvien, merien ja valtamerten vedet pyörivät vastapäivään ja eteläisen pallonpuoliskon vedet myötäpäivään muodostaen jättimäisiä pyörteitä. Ja kaikella pyörivällä, myös porealtailla, on gyroskoopin (spinning top) ominaisuus, joka säilyttää akselin pystysuoran asennon avaruudessa Maan pyörimisestä riippumatta. jonka vuoksi pyörteet precessoivat (1-2 astetta) ja heijastavat hyökyaaltoa itsestään Laskuvedet, havaitaan kaikissa järvissä, merissä ja valtamerissä. Etelä-Amerikka ja Pohjois-Afrikka, joka peittää Amazon-joen suun .. Hyökyaallon leveys riippuu porealtaan halkaisijasta. Ja hyökyaallon korkeus riippuu porealtaan kaatumisnopeudesta (12 tunnin ajan) ja porealtaan pyörimisnopeudesta. Ja pyörteen pyörimisnopeus riippuu Coriolis-voimasta, Maan aksiaali- ja kiertoradan nopeudesta sekä Maan akselin kallistuksesta. Ja Kuun rooli on epäsuora, luoden epätasaisen maapallon kiertonopeuden .. Välimeren vedet pyörivät vastapäivään muodostaen 10-15 cm korkeita vuorovesien. Mutta Gabesin lahdella Tunisian rannikolla vuoroveden korkeus saavuttaa kolme metriä ja joskus enemmän. Ja tätä pidetään yhtenä luonnon mysteereistä. Mutta samaan aikaan Gabesin lahdella poreallas pyörii ja aiheuttaa ylimääräisen hyökyaallon. Pysyvien valtamerten ja meripyörteiden sisällä pyörivät pienet pysyvät ja ei-pysyvät porealtaat ja porealtaat, jotka syntyvät lahdille virtaavien jokien, rannikon ääriviivojen ja paikallistuulien avulla. Ja riippuen pienten rannikkopyörteiden nopeudesta ja pyörimissuunnasta, kalenteri, amplitudi ja vuorovesimäärä riippuvat. , voit paikantaa porealtaat .. Yleensä positiivisia arvioita hypoteesista kirjoittavat ajattelijat, jotka ovat tietoisia Lunar-teorian ristiriidoista laskujen ja virtausten suhteen, heillä on syvällinen tieto taivaanmekaniikasta ja gyroskoopin ominaisuuksista.

"hyökyaalto" liikkuu mukana Intian valtameri, törmääminen Madagaskarin saaren itärannikolle, vastoin odotuksia, aiheuttaa nollavesi- ja laskuveden. Ja jostain syystä Madagaskarin saaren ja Afrikan itärannikon väliin ilmestyy epätavallisen korkea hyökyaalto 9 km nopeudella. Tunnin päästä hyökyaaltoa kohti Afrikan itärannikkoa...
Pyörteiden pyörimisnopeus maan päällä on 0,0-10 km. Kello yhdeltä. Valtamerivirtojen suurin nopeus pinnalla voi olla 29,6 km/h (rekisteröity v. Tyyni valtameri Kanadan rannikolla).
Avomerellä virtauksia, joiden nopeus on 5,5 km/h tai enemmän, pidetään vahvoina.

Hei, Yusup Salamovitš!
Artikkelisi on saanut arvostelun, arvostelu on myönteinen, artikkelia suositellaan julkaistavaksi...
Lisäsi materiaalisi numerossa 3/2015, joka julkaistaan ​​29.6.2015. Lehden ilmestyessä lähetän sinulle sähköpostitse linkin lehden verkkoversioon ja sähköiseen versioon. Painettu versio joutuu odottamaan pidempään. Kiitos julkaisusta lehdessämme...
Ystävällisin terveisin Natalia Khvataeva (venäjänkielinen toimittaja. Tiede-lehti"Itäeurooppalainen tieteellinen
Journal" (venäläis-saksa) 28.04.2015

Vuoroveden pyörreteoria voidaan helposti testata vertaamalla vuorovesiaallon korkeutta pyörteiden pyörimisnopeuteen.
Luettelo meristä, joiden keskimääräinen pyörrenopeus on yli 0,5 km/h ja keskimääräinen hyökyaallonkorkeus yli 5 cm:
Irlannin meri. Pohjanmeri. Barencevon meri. Baffinin meri. Vienanmeri. Beringin meri. Okhotskin meri. Arabian meri. Sargasin meri. Hudsonin lahti. Mainenlahti. Alaskanlahti. Jne.
Luettelo meristä, joiden keskimääräinen pyörrenopeus on alle 0,5 km/h ja keskimääräinen hyökyaallonkorkeus alle 5 cm:
Itämeri. Grönlannin meri. Musta meri. Azovin meri. Kaspianmeri. Tšuktšin meri. Karan meri. Laptevin meri. Punainenmeri. Marmorimeri. Karibianmeri. Japanin meri. Meksikon lahti. Jne.
Huomaa: hyökyaallon korkeus (solitonia) ja vuorovesien amplitudi eivät ole samat.
Merien tyyppi ja vyöhykejako proznania.ru/
Neuvostoliiton meret tapemark.narod.ru/more/
Merien ja valtamerien pilotti goo.gl/rOhQFq

• 
  

  Kuun vuorovesi teorian mukaan Maankuori Moskovan leveysasteella se nousee ja laskee kahdesti päivässä amplitudilla noin 20 cm; päiväntasaajalla värähtelyalue ylittää puoli metriä.
  Miksi sitten suurimmat vuorovedet muodostuvat lauhkeille vyöhykkeille eikä päiväntasaajalle?
  Maan korkeimmat vuorovedet muodostuvat Fundyn lahdelle vuonna Pohjois-Amerikka- 18 m, Severn-joen suulla Englannissa - 16 m, Mont Saint-Michelin lahdella Ranskassa - 15 m, Okhotskin, Penzhinskajan ja Gizhiginskajan meren lahdilla - 13 m, klo. Cape Nerpinsky Mezenin lahdella - 11 m.
  Vuorovesien pyörreteoria selittää tämän eron päiväntasaajalla olevien pyörteiden sekä syklonien ja antisyklonien puuttumisella.
  Pyörteiden, syklonien ja antisyklonien muodostumiseen tarvitaan Coriolis-poistovoimaa. Päiväntasaajalla Coriolis-voima on minimaalinen ja lauhkealla vyöhykkeellä suurin.
  Ja toinen kysymys: valtameressä muodostuu kaksi kohoa "vesien liikkeen" vuoksi, mutta kuinka kaksi kohoa muodostuu maankuoreen? Tarkoittaako tämä, että maankuori liikkuu?

Kysymys 7.Ei-inertiaaliset referenssijärjestelmät. Hitausvoimat, ekvivalenssiperiaatteen käsite.

Kutsutaan vertailukehyksiä, jotka liikkuvat kiihtyvyydellä suhteessa inertiaaliseen viitekehykseen ei-inertiaalinen.

hitausvoima on voima, jota käytetään kuvaamaan liikettä, kun se liikkuu ei-inertiaalisissa viitekehyksessä (eli liikkuessa kiihtyvyydellä). Tämä voima on suuruudeltaan yhtä suuri kuin kiihtyvyyden aiheuttava voima, mutta se suuntautuu kiihtyvyyden vastaiseen suuntaan. Siksi kiihtyvässä ajoneuvossa hitausvoima vetää matkustajia taaksepäin ja hidastuvassa ajoneuvossa päinvastoin eteenpäin.

Inertiavoima - vektorisuure, joka on numeerisesti yhtä suuri kuin materiaalipisteen massan m ja sen kiihtyvyysmoduulin tulo ja suunnattu vastakkain kiihtyvyyttä vastaan.

Inertiavoimia on 2 päätyyppiä: Coriolis-voima ja kannettava inertiavoima. Kannettava inertiavoima koostuu 3 termistä

M - inertiavoima

m 2 r - keskipakoinen hitausvoima

M[ r] - kiertohitausvoima

Dynamiikassa suhteellinen liike on liikettä suhteessa ei-inertiaaliseen viitekehykseen, jolle Newtonin mekaniikan lait ovat epäoikeudenmukaisia. Jotta materiaalin pisteen suhteellisen liikkeen yhtälöt säilyttäisivät saman muodon kuin inertiavertailukehyksessä, tarvitaan vuorovaikutusvoimaa muiden pisteeseen vaikuttavien kappaleiden kanssa. F lisää kannettava hitausvoima F kaista = - ma kaista ja Coriolis-hitausvoima F kop=- ma kop , missä m on pisteen massa. Sitten

ma rel = F + F kaista + F kop

ma o tn = F–ma kop- ma kaista

ma rel = F+2m[ V rel ]- mV 0 + m 2 r - m[r]

F kop=- ma kop = 2m [ V rel ]-Coriolis-voima

F kaista = - ma lan = -m
m 2 r - m[r] - kannettava hitausvoima.

Esimerkkejä. Matemaattinen heiluri, joka sijaitsee kiihtyvällä vauhdilla liikkuvassa vaunussa. Lubimovin heiluri.

Keskipakoinen hitausvoima- voima, jolla liikkuva materiaalipiste vaikuttaa kappaleisiin (sidoksiin), jotka rajoittavat sen liikkumisvapautta ja pakottavat sen liikkumaan kaarevasti. (tai voima, jolla sidos vaikuttaa materiaalipisteeseen, joka liikkuu tasaisesti ympyrää pitkin tähän pisteeseen liittyvässä vertailukehyksessä.)

F c.b.=
, R on liikeradan kaarevuussäde.

Riisi. Keskipakoisen hitausvoiman käsitteestä.

Keskipakovoima suunnataan liikeradan kaarevuuskeskipisteestä sen päänormaalia pitkin (kun liikutaan ympyrää pitkin sädettä ympyrän keskustasta).

Keskipakovoima on myös hitausvoima - se kohdistuu pyöreän liikkeen aiheuttavaa keskipakovoimaa vastaan.

Keskipakovoima ja keskipakovoima ovat suuruudeltaan yhtä suuret, suunnattu vastakkain.

Coriolis-voima- yksi hitausvoimista, joka otetaan käyttöön, jotta voidaan ottaa huomioon liikkuvan vertailukehyksen pyörimisen vaikutus kehon suhteelliseen liikkeeseen.

Kun kappale liikkuu suhteessa pyörivään vertailukehykseen, syntyy inertiavoima, jota kutsutaan Coriolis-voimaksi tai Coriolis-inertiavoimaksi. Coriolis-voiman ilmentymä näkyy pystyakselin ympäri pyörivässä kiekossa (kuva 1).

Levylle piirretään säteittäinen suora OA ja siinä on pallo, joka liikkuu nopeudella V suuntaan O paikkaan A. Jos kiekko ei pyöri, pallo pyörii piirrettyä suoraa linjaa pitkin. Jos kiekko saatetaan tasaiseen pyörimiseen kulmanopeudella , niin pallo pyörii käyrää OB pitkin ja sen nopeus V suhteessa kiekkoon muuttaa suuntaa. Tästä seuraa, että pyörivän vertailukehyksen suhteen pallo käyttäytyy ikään kuin siihen vaikuttaisi jokin voima (suoraan sen nopeuteen nähden), mikä ei kuitenkaan johdu pallon vuorovaikutuksesta minkään kappaleen kanssa. Tämä on hitausvoima, jota kutsutaan Coriolis-voimaksi. Tämän voiman suuruus on verrannollinen kappaleen m massaan, kappaleen suhteelliseen nopeuteen V ja järjestelmän pyörimiskulmanopeuteen w: Fк=2mVw.

Coriolis-voima Fc on kiekon tasossa: se on kohtisuorassa vektoreihin V nähden ja on suunnattu vektoritulon [V] määräämään suuntaan: .

Coriolis-voima hitausvoimana on suunnattu vastapäätä Coriolis-kiihtyvyyttä a:

Jos vektorit V ja ovat samansuuntaisia, Coriolis-voima katoaa.

Coriolis-voiman toiminnan ilmentymä:

Pohjoisella pallonpuoliskolla etelään virtaavien jokien oikeiden rantojen eroosio;

Foucault'n heilurin liike;

Kiskoihin kohdistuva ylimääräinen sivupaine ja siten niiden epätasainen kuluminen junien liikkeen aikana.

Coriolis-voima ilmenee esimerkiksi Foucault'n heilurin toiminnassa. Lisäksi, koska maa pyörii, Coriolis-voima ilmenee myös globaalissa mittakaavassa. Pohjoisella pallonpuoliskolla Coriolis-voima on suunnattu liikkeen oikealle puolelle, joten pohjoisen pallonpuoliskon jokien oikeat rannat ovat jyrkempiä - veden huuhtoutuu ne pois tämän voiman vaikutuksesta. Eteläisellä pallonpuoliskolla asia on päinvastoin. Coriolis-voimat ovat myös vastuussa syklonien ja antisyklonien esiintymisestä.

Einsteinin ekvivalenssiperiaate.

Inertiavoimakenttä vastaa tasaista painovoimakenttää. Tämä väite on Einsteinin ekvivalenssiperiaate.

Ekvivalenssiperiaate on muotoiltu seuraavasti: painovoima fysikaalisessa vaikutuksessaan ei eroa sen suuruisesta hitausvoimasta.

Einsteinin periaate tarkoittaa inertia- ja gravitaatiomassojen vastaavuutta rajoitetulla avaruuden alueella. Rajoitetussa, koska gravitaatiovoimien kenttä ei yleensä ole tasainen (vuorovaikutusvoima pienenee kappaleiden siirtyessä pois toisistaan).

Coriolis-voiman esiintyminen voidaan nähdä seuraavassa esimerkissä. Ota vaakasuora levy, joka voi pyöriä pystyakselin ympäri. Piirretään levylle säteittäinen suora OA (kuva 4.10).

Riisi. 4.10

Juoksemme suuntaan alkaen NOIN Vastaanottaja A pallo vauhdilla. Jos kiekko ei pyöri, pallon tulee pyöriä OA. Jos kiekkoa käännetään nuolen osoittamaan suuntaan, pallo pyörii käyrää pitkin OV, ja sen nopeus suhteessa levyyn muuttaa nopeasti sen suuntaa. Tämän vuoksi pallo käyttäytyy pyörivän vertailukehyksen suhteen ikään kuin siihen vaikuttaisi voima, joka on kohtisuorassa pallon liikesuuntaan nähden.

Coriolis-voima ei ole "todellinen" newtonilaisen mekaniikan merkityksessä. Kun tarkastellaan liikkeitä suhteessa inertiaaliseen viitekehykseen, tällaista voimaa ei ole ollenkaan. Se otetaan käyttöön keinotekoisesti tarkasteltaessa liikkeitä vertailukehyksissä, jotka pyörivät suhteessa inertiaalisiin kehyksiin, jotta liikeyhtälöt sellaisissa kehyksissä olisivat muodollisesti samassa muodossa kuin inertiaalisissa vertailukehyksissä.

Saadaksesi pallon vierimään OA, sinun on tehtävä opas, joka on tehty reunan muodossa. Kun pallo pyörii, ohjausripa vaikuttaa siihen jollain voimalla. Suhteessa pyörivään järjestelmään (levyyn) pallo liikkuu vakionopeudella suuntaan. Tämä voidaan selittää sillä, että tätä voimaa tasapainottaa palloon kohdistettu hitausvoima:

Coriolis-voima aiheuttaa Coriolis-voiman kiihtyvyys. Tämän kiihtyvyyden lauseke on

Siksi yleisessä tapauksessa, kun käytetään Newtonin yhtälöitä pyörivässä vertailukehyksessä, on tarpeen ottaa huomioon keskipakois-, keskipakoiset hitausvoimat sekä Coriolis-voima.

Siten se on aina tasossa, joka on kohtisuorassa pyörimisakseliin nähden. Coriolis-voima syntyy vain, kun keho muuttaa asemaansa suhteessa pyörivään vertailukehykseen.

Coriolis-voimien vaikutus on otettava huomioon useissa tapauksissa, kun tulkitaan ilmiöitä, jotka liittyvät kappaleiden liikkeeseen suhteessa maan pintaan. Esimerkiksi kun kappaleet putoavat vapaasti, niihin vaikuttaa Coriolis-voima, joka aiheuttaa poikkeaman luotiviivasta itään. Tämä voima on suurin päiväntasaajalla ja katoaa navoilla. Ammus joutuu myös taipumaan Coriolis-inertiavoimien takia. Esimerkiksi, kun ammus ammutaan pohjoiseen osoittavasta aseesta, ammus poikkeaa pohjoisella pallonpuoliskolla itään ja eteläisellä pallonpuoliskolla länteen. Päiväntasaajaa pitkin ammuttaessa Coriolis-joukot työntävät ammuksen maahan, jos laukaus ammutaan itään.

Coriolis-voima vaikuttaa pituuspiiriä pitkin pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasemmalle liikkuvaan kappaleeseen (kuva 4.11).

Tämä johtaa siihen, että joet huuhtelevat aina pois oikean rannan pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemman rannan eteläisellä pallonpuoliskolla. Samat syyt selittävät raiteiden epätasaisen kulumisen.

Coriolis-voimat ilmenevät myös heilurin heiluessa (Foucault-heiluri). Yksinkertaisuuden vuoksi oletetaan, että heiluri sijaitsee pylväässä (kuva 4.12). Pohjoisnavalla Coriolis-voima suuntautuu oikealle heilurin liikkuessa. Tämän seurauksena heilurin liikerata näyttää ruusukkeelta.

Kuten kuvasta ilmenee, heilurin kääntötaso pyörii Maan suhteen myötäpäivään ja tekee yhden kierroksen päivässä. Heliosentrisen vertailujärjestelmän osalta tilanne on seuraava: heiluntataso pysyy ennallaan ja maapallo pyörii suhteessa siihen tehden yhden kierroksen päivässä.

Siten Foucault'n heilurin kääntötason pyöriminen tarjoaa suoran todisteen Maan pyörimisestä akselinsa ympäri.

Maa on kaksinkertaisesti ei-inertiaalinen vertailukehys, kun se liikkuu Auringon ympäri ja pyörii oman akselinsa ympäri. Kiinteissä kappaleissa, kuten kohdassa 5.2 näkyy, vain keskipakovoima vaikuttaa. Vuonna 1829 ranskalainen fyysikko G. Coriolis18 osoitti sen liikkuvassa kehossa on toinenkin hitausvoima. He kutsuvat häntä Coriolis-joukkojen toimesta. Tämä voima on aina kohtisuorassa pyörimisakseliin ja nopeuden o suuntaan nähden.

Coriolis-voiman esiintyminen voidaan nähdä seuraavassa esimerkissä. Ota vaakasuora levy, joka voi pyöriä pystyakselin ympäri. Piirrä levylle säteittäinen viiva OA(Kuva 5.3).

Riisi. 5.3.

Juoksemme suuntaan O:sta A:hen pallo vauhdilla x>. Jos kiekko ei pyöri, pallon tulee pyöriä OA. Jos kiekkoa käännetään nuolen osoittamaan suuntaan, pallo pyörii käyrää pitkin RH h lisäksi sen nopeus suhteessa levyyn muuttaa nopeasti sen suuntaa. Siksi pallo käyttäytyy pyörivän vertailukehyksen suhteen ikään kuin siihen vaikuttaisi voima?. e, kohtisuorassa pallon liikesuuntaan nähden.

Coriolis-voima ei ole "todellinen" newtonilaisen mekaniikan merkityksessä. Kun tarkastellaan liikkeitä suhteessa inertiaaliseen viitekehykseen, tällaista voimaa ei ole ollenkaan. Se otetaan käyttöön keinotekoisesti tarkasteltaessa liikkeitä vertailukehyksissä, jotka pyörivät suhteessa inertiakehyksiin, jotta liikeyhtälöt tällaisissa kehyksissä olisivat muodollisesti samassa muodossa kuin inertiavertailukehyksissä.

Saadaksesi pallon vierimään O A, sinun on tehtävä opas, joka on tehty reunan muodossa. Kun pallo pyörii, ohjausripa vaikuttaa siihen jollain voimalla. Suhteessa pyörivään järjestelmään (levyyn) pallo liikkuu vakionopeudella, mutta suuntaan. Tämä voidaan selittää sillä, että tätä voimaa tasapainottaa palloon kohdistettu hitausvoima

Tässä - Coriolis-voima, joka on myös hitausvoima; 1

(O on kiekon pyörimiskulmanopeus.

Coriolis-voima aiheuttaa Coriolis-kiihtyvyys. Tämän kiihtyvyyden lauseke on

Kiihtyvyys suunnataan kohtisuoraan vektoreihin ω ja ω nähden ja on maksimi, jos pisteen o suhteellinen nopeus on kohtisuorassa liikkuvan kehyksen pyörimisen kulmanopeuteen ω nähden. Coriolis-kiihtyvyys on nolla, jos vektorien o ja o välinen kulma on nolla, tai P tai jos ainakin yksi näistä vektoreista on nolla.

Siksi yleisessä tapauksessa, kun käytetään Newtonin yhtälöitä pyörivässä vertailukehyksessä, on tarpeen ottaa huomioon keskipakois-, keskipakoiset hitausvoimat sekä Coriolis-voima.

Näin ollen F. on aina tasossa, joka on kohtisuorassa pyörimisakseliin nähden. Coriolis-voima syntyy vain, kun keho muuttaa asemaansa suhteessa pyörivään vertailukehykseen.

Coriolis-voimien vaikutus on otettava huomioon useissa tapauksissa, kun kappaleet liikkuvat suhteessa maan pintaan. Esimerkiksi kun kappaleet putoavat vapaasti, niihin vaikuttaa Coriolis-voima, joka aiheuttaa poikkeaman luotiviivasta itään. Tämä voima on suurin päiväntasaajalla ja katoaa navoilla. Ammus joutuu myös taipumaan Coriolis-inertiavoimien takia. Esimerkiksi, kun ammus ammutaan pohjoiseen osoittavasta aseesta, ammus poikkeaa pohjoisella pallonpuoliskolla itään ja eteläisellä pallonpuoliskolla länteen.

” Coriolis-voiman laskentakaavan johtaminen näkyy tehtävän 5.1 esimerkissä.

Päiväntasaajaa pitkin ammuttaessa Coriolis-joukot työntävät ammuksen maahan, jos laukaus ammutaan itään.

Joidenkin syklonien esiintyminen Maan ilmakehässä tapahtuu Coriolis-voiman toiminnan seurauksena. Pohjoisella pallonpuoliskolla matalapaineiseen paikkaan syöksyvät ilmavirrat poikkeavat liikkeessään oikealle.

Coriolis-voima vaikuttaa kehoon liikkuvat pituuspiiriä pitkin, pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja eteläisellä pallonpuoliskolla vasemmalle(Kuva 5.4).

Riisi. 5.4.

Tämä johtaa siihen, että joet huuhtelevat aina pois oikean rannan pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemman rannan eteläisellä pallonpuoliskolla. Samat syyt selittävät raiteiden epätasaisen kulumisen.

Coriolis-voimat ilmenevät myös heilurin heiluessa.

Vuonna 1851 ranskalainen fyysikko J. Foucault 19 asensi 28 kg painavan heilurin 67 m pitkälle kaapelille (Foucault'n heiluri) Pariisin Pantheoniin. Sama 54 kg painava heiluri 98 m pitkällä kaapelilla valitettavasti purettiin äskettäin Pietarin Iisakinkirkossa katedraalin siirtymisen yhteydessä kirkon omistukseen.

Yksinkertaisuuden vuoksi oletetaan, että heiluri sijaitsee pylväässä (kuva 5.5). Pohjoisnavalla Coriolis-voima suuntautuu oikealle heilurin liikkuessa. Tämän seurauksena heilurin liikerata näyttää ruusukkeelta.

Riisi. 5.5.

Kuten kuvasta ilmenee, heilurin kääntötaso pyörii Maan suhteen myötäpäivään ja tekee yhden kierroksen päivässä. Heliosentrisen vertailujärjestelmän osalta tilanne on seuraava: heiluntataso pysyy ennallaan ja maapallo pyörii suhteessa siihen tehden yhden kierroksen päivässä.

Siten Foucault'n heilurin kääntötason pyöriminen tarjoaa suoran todisteen Maan pyörimisestä akselinsa ympäri.

Jos kappale siirtyy poispäin pyörimisakselista, niin voima F K suuntautuu pyörimistä vastapäätä ja hidastaa sitä.

Jos kappale lähestyy pyörimisakselia, niin F K on suunnattu pyörimissuuntaan.

Ottaen huomioon kaikki hitausvoimat, Newtonin yhtälö ei-inertiaaliselle viitekehykselle (5.1.2) saa muodon

Missä F bi = -ta- hitausvoima, joka johtuu ei-inertiaalisen vertailukehyksen translaatioliikkeestä;

*G 1 gg

TO". = ta p ja F fe = 2w - kaksi inertiavoimaa, jotka johtuvat vertailukehyksen pyörimisliikkeestä;

A - kappaleen kiihtyvyys suhteessa ei-inertiaaliseen vertailukehykseen.