Центробежна сила на инерция. Кориолисова сила

29. Кориолисова сила

Най-страшната сила, която не се нуждае от гравитони

Първо, какво знае научният свят за силата на Кориолис?

Когато дискът се върти, точките, които са по-далеч от центъра, се движат с по-висока тангенциална скорост от точките, които са по-малко отдалечени (група черни стрелки по радиуса). Можете да преместите тяло по радиуса, така че да остане на радиуса (синя стрелка от позиция “A” до позиция “B”), като увеличите скоростта на тялото, тоест като му придадете ускорение. Акореферентна рамка се върти заедно с диска, ясно е, че тялото „не иска“ да остане в радиуса, но „се опитва“ да отиде наляво - това е силата на Кориолис.

Траектории на топка, движеща се по повърхността на въртяща се плоча в различни отправни системи (горе - в инерционна, долу - в неинерционна).

Кориолисова сила- един отсъществуващи инерционни сили неинерциална отправна системапоради въртенето и законите на инерцията , проявяваща се при движение в посока под ъгъл спрямо оста на въртене. Кръстен на френския ученГюстав Гаспар Кориолис , който пръв го описва. Кориолисовото ускорение е получено от Кориолис през 1833 г.,Гаус през 1803 г. и Ойлер през 1765 г.

Причината за появата на силата на Кориолис е кориолисовото (въртеливо) ускорение. INинерциални референтни системиважи законът за инерцията , тоест всяко тяло се стреми да се движи праволинейно и с константаскорост . Ако разгледаме движението на тяло, равномерно по определен радиус на въртене и насочено от центъра, става ясно, че за да се осъществи, е необходимо да се даде на тялотоускорение , тъй като колкото по-далеч от центъра, толкова по-голяма трябва да бъде тангенциалната скорост на въртене. Това означава, че от гледна точка на въртящата се отправна система, някаква сила ще се опита да измести тялото от радиуса.

За да може едно тяло да се движи с ускорение на Кориолис, е необходимо към тялото да се приложи сила, равна на Е = ма, Където а— Кориолисово ускорение. Съответно тялото действа споредТретият закон на Нютон със сила в обратна посока.Ф К = — ма.

Силата, която действа от тялото, ще се нарича сила на Кориолис. Силата на Кориолис не трябва да се бърка с другасила на инерцията - центробежна сила , която е насочена порадиус на въртящата се окръжност. Ако въртенето се извършва по посока на часовниковата стрелка, тогава тяло, движещо се от центъра на въртене, ще се стреми да напусне радиуса наляво. Ако въртенето се извършва обратно на часовниковата стрелка, след това надясно.

Правилото на Жуковски

Допълнения:

Правило на Gimlet

Прав проводник с ток. Токът (I), протичащ през проводник, създава магнитно поле (B) около проводника.Правило на Gimlet(също, правило на дясната ръка) -мнемоника правило за определяне посоката на векторъглова скорост , характеризиращ скоростта на въртене на тялото, както и векторамагнитна индукция били за определяне на посокатаиндуциран ток . Правило на дясната ръка Правило на Gimlet: „Ако посоката на постъпателно движениегилза (винт) ) съвпада с посоката на тока в проводника, тогава посоката на въртене на дръжката на гимлета съвпада с посокатавектор на магнитна индукция “.

Определя посоката на индуцирания ток в проводник, движещ се в магнитно поле

Правило на дясната ръка: „Ако дланта на дясната ръка е разположена така, че линиите на магнитното поле да влизат в нея, а свитият палец е насочен по протежение на движението на проводника, тогава 4 изпънати пръста ще показват посоката на индукционния ток.“

За соленоидтой се формулира по следния начин: „Ако закопчаете соленоида с дланта на дясната си ръка, така че четири пръста да са насочени по протежение на тока в завоите, тогава удълженият палец ще покаже посоката на линиите на магнитното поле вътре в соленоида.“

Правило на лявата ръка

Ако зарядът се движи и магнитът е в покой, тогава правилото на лявата ръка се прилага за определяне на силата: „Ако лявата ръка е разположена така, че линиите на индукция на магнитното поле да влизат в дланта перпендикулярно на нея и четирите пръста са насочени по течението (по протежение на движението на положително заредена частица или срещу отрицателно заредено движение), тогава палецът, поставен на 90°, ще покаже посоката на действащата сила на Лоренц или Ампер.“

МАГНИТНО ПОЛЕ

СВОЙСТВА НА (СТАЦИОНАРНОТО) МАГНИТНО ПОЛЕ

Постоянно (или стационарно)Магнитното поле е магнитно поле, което не се променя с времето.

1. Магнитно поле е създадендвижещи се заредени частици и тела, проводници с ток, постоянни магнити.

2. Магнитно поле валиденвърху движещи се заредени частици и тела, върху проводници с ток, върху постоянни магнити, върху рамка с ток.

3. Магнитно поле вихър, т.е. няма източник.

МАГНИТНИ СИЛИ- това са силите, с които тоководещите проводници действат един върху друг.

………………

МАГНИТНА ИНДУКЦИЯ

Векторът на магнитната индукция винаги е насочен по същия начин, както свободно въртящата се магнитна стрелка е ориентирана в магнитно поле.

МАГНИТНИ ИНДУКЦИОННИ ЛИНИИ - това са линии, допирателни към които във всяка точка е векторът на магнитната индукция.

Еднородно магнитно поле– това е магнитно поле, в което във всяка точка векторът на магнитната индукция е постоянен по големина и посока; наблюдавани между плочите на плосък кондензатор, вътре в соленоид (ако диаметърът му е много по-малък от дължината му) или вътре в магнитна лента.

СВОЙСТВА НА МАГНИТНИТЕ ИНДУКЦИОННИ ЛИНИИ

– имат посока;

– непрекъснато;

– затворен (т.е. магнитното поле е вихрово);

– не се пресичат;

– тяхната плътност се използва за преценка на големината на магнитната индукция.

Правило на Gimlet(основно за прав проводник с ток):

	Ако посоката на транслационното движение на гимлета съвпада с посоката на тока в проводника, тогава посоката на въртене на дръжката на гимлета съвпада с посоката на линиите на магнитното поле на тока.Правило на дясната ръка (основно за определяне на посоката на магнитните линии вътре в соленоида):Ако закопчаете соленоида с дланта на дясната си ръка, така че четири пръста да са насочени по протежение на тока в завоите, тогава удълженият палец ще покаже посоката на линиите на магнитното поле вътре в соленоида.
	Има и други възможни приложения на правилата за гимлет и дясна ръка.
	МОЩНОСТ НА УСИЛВАТЕЛЯе силата, с която магнитното поле действа върху проводник с ток.Модулът на амперната сила е равен на произведението на силата на тока в проводника от големината на вектора на магнитната индукция, дължината на проводника и синуса на ъгъла между вектора на магнитната индукция и посоката на тока в проводника. .Силата на Ампер е максимална, ако векторът на магнитната индукция е перпендикулярен на проводника.Ако векторът на магнитната индукция е успореден на проводника, тогава магнитното поле няма ефект върху проводника с ток, т.е. Силата на Ампер е нула.Посока на силата на Амперопределя се от правило на лявата ръка:

Ако лявата ръка е разположена така, че компонентът на вектора на магнитната индукция, перпендикулярен на проводника, да влезе в дланта и 4 удължени пръста са насочени по посока на тока, тогава палецът, огънат на 90 градуса, ще покаже посоката на действащата сила върху проводника с ток.

Така в магнитното поле на прав проводник с ток (той е неравномерен) рамката с ток е ориентирана по радиуса на магнитната линия и се привлича или отблъсква от правия проводник с ток, в зависимост от посоката на теченията.

Посока на силата на Кориолис върху въртяща се Земя.Центробежна сила , действащ върху тяло с маса м, по модул равно на F pr = мб 2 r, където b = омега – ъглова скорост на въртене и r— разстояние от оста на въртене. Векторът на тази сила лежи в равнината на оста на въртене и е насочен перпендикулярно на нея. величинаКориолисови сили , въздействащи на движеща се със скорост частица спрямо дадена въртяща се отправна система, се дава от, където алфа е ъгълът между векторите на скоростта на частиците и ъгловата скорост на отправната система. Векторът на тази сила е насочен перпендикулярно на двата вектора и вдясно от скоростта на тялото (определена отgimlet rule ).

Ефекти на силата на Кориолис: лабораторни експерименти

Махалото на Фуко на Северния полюс. Оста на въртене на Земята лежи в равнината на трептене на махалото.Махалото на Фуко . Експеримент, който ясно демонстрира въртенето на Земята, е извършен през 1851 г. от френски физикЛеон Фуко . Значението му е, че равнината на трептенематематическо махало е постоянна спрямо инерциалната отправна система, в този случай спрямо неподвижните звезди. По този начин в отправната система, свързана със Земята, равнината на трептене на махалото трябва да се върти. От гледна точка на неинерциална отправна система, свързана със Земята, равнината на трептене на махалото на Фуко се върти под въздействието на силата на Кориолис.Този ефект трябва да бъде най-ясно изразен на полюсите, където периодът на пълно завъртане на равнината на махалото е равен на периода на въртене на Земята около оста си (звезден ден). Като цяло периодът е обратно пропорционален на синуса на географската ширина; на екватора равнината на колебание на махалото е непроменена.

ПонастоящемМахалото на Фуко успешно демонстрирани в редица научни музеи и планетариуми, по-специално в планетариумаСанкт Петербург , планетариум на Волгоград.

Има редица други експерименти с махала, използвани за доказване на въртенето на Земята. Например в експеримента на Bravais (1851) е използванконично махало . Въртенето на Земята се доказва от факта, че периодите на трептене по посока на часовниковата стрелка и обратно на часовниковата стрелка са различни, тъй като силата на Кориолис в тези два случая има различен знак. През 1853гГаус предложи използването на нематематическо махало, катоФуко, физическо , което би позволило намаляване на размера на експерименталната постановка и повишаване на точността на експеримента. Тази идея беше реализирана Kamerlingh Onnes през 1879 г

Жироскоп– въртящо се тяло със значителен инерционен момент запазва ъглов момент, ако няма силни смущения. Фуко, който беше уморен да обяснява какво се случва с махалото на Фуко извън полюса, разработи друга демонстрация: окачен жироскоп запази ориентацията си, което означава, че се върти бавно спрямо наблюдателя.

Отклоняване на снаряди по време на стрелба с оръдие.Друго наблюдавано проявление на силата на Кориолис е отклонението на траекториите на снарядите (надясно в северното полукълбо, наляво в южното полукълбо), изстреляни в хоризонтална посока. От гледна точка на инерционната референтна система, за снаряди, изстреляни по дължинатамеридиан , това се дължи на зависимостта на линейната скорост на въртене на Земята от географската ширина: когато се движи от екватора към полюса, снарядът запазва хоризонталния компонент на скоростта непроменен, докато линейната скорост на въртене на точките на земната повърхност намалява, което води до изместване на снаряда от меридиана по посока на въртене на Земята. Ако изстрелът е бил изстрелян успоредно на екватора, тогава изместването на снаряда от паралела се дължи на факта, че траекторията на снаряда лежи в една равнина с центъра на Земята, докато точките на земната повърхност се движат в равнина, перпендикулярна на оста на въртене на Земята.

Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата.Ако скоростта на тялото има голяма вертикална компонента, силата на Кориолис е насочена на изток, което води до съответно отклонение в траекторията на свободно падащо (без начална скорост) тяло от висока кула. Когато се разглежда в инерционна референтна система, ефектът се обяснява с факта, че върхът на кулата спрямо центъра на Земята се движи по-бързо от основата, поради което траекторията на тялото се оказва тясна парабола и тялото е малко по-напред от основата на кулата.

Този ефект беше предвиденНютон през 1679 г. Поради сложността на провеждането на съответните експерименти, ефектът може да бъде потвърден едва в края на 18-ти - първата половина на 19-ти век (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

австрийски астрономЙохан Хаген (1902) провежда експеримент, който е модификация на този експеримент, където вместо свободно падащи тежести се използваКолата на Атууд . Това позволи да се намали ускорението на падането, което доведе до намаляване на размера на експерименталната постановка и повишаване на точността на измерванията.

Ефектът на Eötvös.При ниски географски ширини силата на Кориолис при движение по земната повърхност е насочена във вертикална посока и нейното действие води до увеличаване или намаляване на ускорението на гравитацията в зависимост от това дали тялото се движи на запад или на изток. Този ефект се наричаЕфект на Eötvös в чест на унгарския физикРоланд Йотвьос , който го открива експериментално в началото на 20 век.

Експерименти, използващи закона за запазване на ъгловия момент.Някои експерименти се основават назакон за запазване на ъгловия момент : в инерционна отправна система, големината на ъгловия момент (равна на произведениетомомент на инерция до ъгловата скорост на въртене) не се променя под въздействието на вътрешни сили. Ако в някакъв начален момент от време инсталацията е неподвижна спрямо Земята, тогава скоростта на нейното въртене спрямо инерциалната отправна система е равна на ъгловата скорост на въртене на Земята. Ако промените инерционния момент на системата, тогава ъгловата скорост на нейното въртене трябва да се промени, тоест ще започне въртене спрямо Земята. В неинерциална отправна система, свързана със Земята, въртенето възниква в резултат на силата на Кориолис. Тази идея е предложена от френски ученЛуи Поансо през 1851 г

Проведен е първият подобен експериментХаген през 1910 г.: две тежести върху гладка напречна греда бяха монтирани неподвижно спрямо повърхността на Земята. След това разстоянието между товарите беше намалено. В резултат на това инсталацията започна да се върти. Германски учен направи още по-демонстративен експеримент.Ханс Бука (Hans Bucka) през 1949 г. Прът с дължина приблизително 1,5 метра беше монтиран перпендикулярно на правоъгълна рамка. Първоначално прътът беше хоризонтален, инсталацията беше неподвижна спрямо Земята. След това прътът беше приведен във вертикално положение, което доведе до промяна в инерционния момент от приблизително 10 4 пъти и бързото му въртене с ъглова скорост 10 4 пъти скоростта на въртене на Земята.

Фуния във ваната.Тъй като силата на Кориолис е много слаба, тя има незначителен ефект върху посоката на завихряне на водата при източване на мивка или вана, така че като цяло посоката на въртене във фунията не е свързана с въртенето на Земята. Въпреки това, при внимателно контролирани експерименти е възможно да се изолира ефектът на силата на Кориолис от други фактори: в северното полукълбо фунията ще се върти обратно на часовниковата стрелка, в южното полукълбо ще се върти обратно на часовниковата стрелка (вярно е обратното).

Ефекти на силата на Кориолис: явления в околната природа

Закон на Баер.Както петербургският академик първи отбелязаКарл Баер през 1857 г. реките подкопават десния бряг в северното полукълбо (левия бряг в южното полукълбо), който впоследствие се оказва по-стръмен (Законът на Бирата ). Обяснението за ефекта е подобно на обяснението за отклонението на снарядите при изстрел в хоризонтална посока: под въздействието на силата на Кориолис водата удря по-силно десния бряг, което води до размиването му и, обратно, отдръпва се от левия бряг.

Циклон над югоизточното крайбрежие на Исландия (изглед от космоса).Ветрове: пасати, циклони, антициклони.Атмосферните явления са свързани и с наличието на силата на Кориолис, насочена надясно в северното полукълбо и наляво в южното полукълбо: пасати, циклони и антициклони. Феноменпасати се причинява от неравномерно нагряване на долните слоеве на земната атмосфера в екваториалната зона и в средните ширини, което води до движение на въздуха по меридиана на юг или север съответно в северното и южното полукълбо. Действието на силата на Кориолис води до отклонение на въздушните потоци: в северното полукълбо - на североизток (североизточен пасат), в южното полукълбо - на югоизток (югоизточен пасат).

Циклон наречен атмосферен вихър с намалено въздушно налягане в центъра. Въздушните маси, стремящи се към центъра на циклона, под въздействието на силата на Кориолис, се въртят обратно на часовниковата стрелка в северното полукълбо и по посока на часовниковата стрелка в южното полукълбо. По същия начин, вантициклон , където има максимално налягане в центъра, наличието на силата на Кориолис води до вихрово движение по посока на часовниковата стрелка в северното полукълбо и обратно на часовниковата стрелка в южното полукълбо. В стационарно състояние посоката на движение на вятъра в циклон или антициклон е такава, че силата на Кориолис балансира градиента на налягането между центъра и периферията на вихъра (геострофичен вятър ).

Оптични експерименти

Редица експерименти, демонстриращи въртенето на Земята, се основават наСаняк ефект: ако пръстен интерферометър извършва въртеливо движение, след което поради релативистични ефекти ивиците се изместват под ъгъл

Правилото на гимлета в живота на делфините

Малко вероятно е обаче делфините да усетят тази сила в толкова малък мащаб, пише MIGNews. Според друга версия на Менгер факт е, че животните плуват в една посока, за да останат в група по време на относителната уязвимост на полусънните часове. „Когато делфините са будни, те използват свирене, за да останат заедно“, обяснява ученият. „Но когато спят, те не искат да вдигат шум, защото се страхуват да не привлекат внимание.“ Но Менгер не знае защо изборът на посока се променя в зависимост от полукълбото: „Това е извън мен“, признава изследователят.

Аматьорско мнение

И така, имаме събранието:

1. Силата на Кориолис е една от

5. МАГНИТНО ПОЛЕ- това е специален вид материя, чрез която възниква взаимодействие между движещи се електрически заредени частици.

6. МАГНИТНА ИНДУКЦИЯ- това е силовата характеристика на магнитното поле.

7. ПОСОКА НА ЛИНИИТЕ НА МАГНИТНАТА ИНДУКЦИЯ- определя се от правилото на гимлета или правилото на дясната ръка.

9. Отклонение на свободно падащи тела от вертикалата.

10. Фуния във ваната

11. Ефект на десния бряг.

12. Делфини.

На екватора е проведен експеримент с вода. На север от екватора, когато се оттича, водата се върти по посока на часовниковата стрелка, а на юг от екватора - обратно на часовниковата стрелка. Фактът, че десният бряг е по-висок от левия, е защото водата влачи скалата нагоре.

Силата на Кориолис няма нищо общо с въртенето на Земята!

Подробно описание на комуникационните тръби със спътници, Луната и Слънцето е дадено в монографията „Студен ядрен синтез“.

Има и ефекти, които възникват при намаляване на потенциалите на отделните честоти в комуникационните тръби.

Ефекти, наблюдавани от 2007 г. насам:

При източване водата се въртеше както по посока на часовниковата стрелка, така и обратно на часовниковата стрелка; понякога източването се извършваше без въртене.

Делфини, изхвърлени на брега.

Нямаше трансформация на ток (всичко е на входа, нищо на изхода).

По време на трансформацията изходната мощност значително надвишава входната мощност.

Изгаряне на трафопостове.

Неизправности в комуникационната система.

Правилото на гимлета не работи за магнитна индукция.

Гълфстрийм изчезна.

Планирано:

Спиране на океанските течения.

Спиране на вливане на реки в Черно море.

Спиране на реките, вливащи се в Аралско море.

Спирка на Енисей.

Премахването на комуникационните тръби ще доведе до изместване на планетарните спътници в кръгови орбити около Слънцето, като радиусът на орбитите ще бъде по-малък от радиуса на орбитата на Меркурий.

Премахването на комуникационната тръба със Слънцето означава гасене на короната.

Премахването на комуникационната тръба с Луната означава премахване на възпроизвеждането на „златния милиард“ и „златния милион“, докато Луната се „отдалечава“ от Земята на 1 200 000 км.

Кориолисово ускорение

Когато дискът се върти, точките, които са по-далеч от центъра, се движат с по-висока тангенциална скорост от по-малко отдалечените (група черни стрелки по радиуса). Ако искаме да преместим тяло по радиуса, така че да остане на радиуса (синя стрелка от позиция "A" до позиция "B"), тогава ще трябва да увеличим скоростта на тялото, тоест да му дадем ускорение . Ако нашата референтна рамка се върти заедно с диска, тогава ще почувстваме, че тялото „не иска“ да остане в радиуса, а „се стреми“ да отиде наляво - това е силата на Кориолис.

Движение на топка по повърхността на въртяща се плоча.

Кориолисова сила(на името на френския учен Гюстав Гаспар Кориолис, който го описва за първи път) - една от силите на инерцията, съществуваща в неинерционна (въртяща се) отправна система поради въртенето и законите на инерцията, проявяваща се при движение в посока на ъгъл спрямо оста на въртене. Кориолисовото ускорение е получено от Кориолис през 1833 г., Гаус през 1803 г. и Ойлер през 1765 г.

Причината за появата на силата на Кориолис е кориолисовото (въртеливо) ускорение. За да може едно тяло да се движи с ускорение на Кориолис, е необходимо към тялото да се приложи сила, равна на Е = ма , Където а- Кориолисово ускорение. Съответно тялото действа съгласно третия закон на Нютон със сила в обратна посока. Е К = − ма. Силата, която действа от тялото, ще се нарича сила на Кориолис. Силата на Кориолис не трябва да се бърка с друга инерционна сила - центробежна сила, която е насочена по радиуса на въртяща се окръжност.

Противно на общоприетото схващане, малко вероятно е силата на Кориолис да определя напълно посоката, в която водата се върти във водопроводната тръба - например при източване на мивка. Въпреки че в различните полукълба наистина има тенденция да върти водната фуния в различни посоки, при източване възникват и странични потоци, в зависимост от формата на мивката и конфигурацията на канализационната система. В абсолютна величина силите, създадени от тези потоци, надвишават силата на Кориолис, следователно посоката на въртене на фунията както в северното, така и в южното полукълбо може да бъде или по посока на часовниковата стрелка, или обратно на часовниковата стрелка.

Вижте също

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Кориолисово ускорение на точка

Кориолисово ускорение- Koriolio pagreitis statusas T sritis fizika atitikmenys: англ. съвместимо ускорение; допълващо ускорение; Кориолисово ускорение vok. Coriolis Beschleunigung, f; Rechtsablenkung, е рус. Кориолисово ускорение, n; въртеливо ускорение, n;… … Fizikos terminų žodynas

Кориолисово ускорение- Koriolio pagreitis statusas T sritis Стандартизация и метрология apibrėžtis Pagreitis, kurį įgyja greičiu v judantis materialusis kūnas atskaitos sistemos, kuri sukasi kampiniu greičiu ω, atžvilgiu. атитикменис: англ. Кориолисово ускорение vok... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

ротационно ускорение на точка- Кориолисово ускорение на точката; индустрия ротационно ускорение на точка; допълнително ускорение на точка При сложно движение на точка компонентът на нейното абсолютно ускорение е равен на удвоеното векторно произведение на ъгловата скорост на преносимото движение с... ... Политехнически терминологичен тълковен речник

допълнително точково ускорение- Кориолисово ускорение на точката; индустрия ротационно ускорение на точка; допълнително ускорение на точка При сложно движение на точка компонентът на нейното абсолютно ускорение е равен на удвоеното векторно произведение на ъгловата скорост на преносимото движение с... ... Политехнически терминологичен тълковен речник

Когато дискът се върти, точките, които са по-далеч от центъра, се движат с по-висока тангенциална скорост от по-малко отдалечените (група черни стрелки по радиуса). Ако искаме да преместим някакво тяло по радиуса, така че да остане върху радиуса... ... Уикипедия

Кориолисова сила

Когато дискът се върти, точките, които са по-далеч от центъра, се движат с по-висока тангенциална скорост от по-малко отдалечените (група черни стрелки по радиуса). Ако искаме да преместим тяло по радиуса, така че да остане на радиуса (синя стрелка от позиция "A" до позиция "B"), тогава ще трябва да увеличим скоростта на тялото, тоест да му дадем ускорение . Ако нашата референтна рамка се върти заедно с диска, тогава ще почувстваме, че тялото „не иска“ да остане в радиуса, а „се стреми“ да отиде наляво - това е силата на Кориолис.

Движение на топка по повърхността на въртяща се плоча.

Кориолисова сила(на името на френския учен Гюстав Гаспар Кориолис, който го описва за първи път) - една от силите на инерцията, съществуваща в неинерционна (въртяща се) отправна система поради въртенето и законите на инерцията, проявяваща се при движение в посока на ъгъл спрямо оста на въртене. Кориолисовото ускорение е получено от Кориолис през 1833 г., Гаус през 1803 г. и Ойлер през 1765 г.

Причината за появата на силата на Кориолис е кориолисовото (въртеливо) ускорение. За да може едно тяло да се движи с ускорение на Кориолис, е необходимо към тялото да се приложи сила, равна на Е = ма , Където а- Кориолисово ускорение. Съответно тялото действа съгласно третия закон на Нютон със сила в обратна посока. Е К = − ма. Силата, която действа от тялото, ще се нарича сила на Кориолис. Силата на Кориолис не трябва да се бърка с друга инерционна сила - центробежна сила, която е насочена по радиуса на въртяща се окръжност.

Противно на общоприетото схващане, малко вероятно е силата на Кориолис да определя напълно посоката, в която водата се върти във водопроводната тръба - например при източване на мивка. Въпреки че в различните полукълба наистина има тенденция да върти водната фуния в различни посоки, при източване възникват и странични потоци, в зависимост от формата на мивката и конфигурацията на канализационната система. В абсолютна величина силите, създадени от тези потоци, надвишават силата на Кориолис, следователно посоката на въртене на фунията както в северното, така и в южното полукълбо може да бъде или по посока на часовниковата стрелка, или обратно на часовниковата стрелка.

Вижте също

Фондация Уикимедия. 2010 г.

Въпрос 7.Неинерциални отправни системи. Инерционни сили, концепция за принципа на еквивалентността.

Наричат ​​се референтни системи, движещи се с ускорение спрямо инерциална референтна система неинерционни.

Инерционна силае сила, използвана за описване на движение по време на преход в неинерциални отправни системи (тоест, когато се движи с ускорение). Тази сила е равна по големина на силата, предизвикваща ускорението, но е насочена в посока, обратна на ускорението. Ето защо при ускоряване на транспорта инерционната сила дърпа пътниците назад, а при забавяне - напротив, напред.

Инерционна сила -векторна величина, числено равна на произведението на масата m на материална точка по модула на нейното ускорение и насочена противоположно на ускорението.

Има 2 основни вида инерционни сили: Сила на Кориолис и преносна сила на инерцията.Трансферната сила на инерцията се състои от 3 члена

М - транслационна сила на инерция

м 2 r - центробежна сила на инерция

М[ r] - ротационна инерционна сила

В динамиката относителното движение е движение спрямо неинерциална отправна система, за която законите на механиката на Нютон не са валидни. За да могат уравненията на относителното движение на материална точка да запазят същата форма като в инерциалната отправна система, е необходимо силата на взаимодействие с други тела, действащи върху точката Еприкрепете прехвърлящата сила на инерцията Елента = – ма per и Кориолисова инерционна сила Екоп = – макоп, къде м- точкова маса. Тогава

ма otn = Е + Елента + Екоп

ма o tn = Е–макоп - маплатно

ма otn = F+2м[ V отн ]- mV 0 + м 2 r - м[r]

Екоп = – макоп =2м [ V отн ]-Сила на Кориолис

Елента = – маплатно = -м
м 2 r - м[r] - преносима инерционна сила.

Примери.Математическо махало, разположено върху количка, движеща се с ускорение. Махалото на Любимов.

Центробежна сила на инерция- силата, с която движеща се материална точка действа върху тела (връзки), които ограничават нейната свобода на движение и я принуждават да се движи криволинейно. (или Силата, с която дадено ограничение действа върху материална точка, движеща се равномерно около кръг в референтната система, свързана с тази точка.)

F c.b.=
, R е радиусът на кривината на траекторията.

Ориз. Към понятието центробежна инерционна сила.

Центробежната сила е насочена от центъра на кривината на траекторията по нейната основна норма (при движение в кръг по радиуса от центъра на кръга).

Центробежната сила също е сила на инерцията - тя е насочена срещу центростремителната сила, която предизвиква кръгово движение.

Центробежната сила и центростремителната сила са равни по големина и противоположно насочени.

Кориолисова сила- една от инерционните сили, въведена, за да се вземе предвид влиянието на въртенето на подвижната отправна система върху относителното движение на тялото.

Когато тялото се движи спрямо въртяща се отправна система, се появява инерционна сила, наречена сила на Кориолис или инерционна сила на Кориолис. Проявата на силата на Кориолис може да се види върху диск, въртящ се около вертикална ос (фиг. 1).

На диска е отбелязана радиална права линия OA и има топка, движеща се със скорост V в посока от O към A. Ако дискът не се върти, топката ще се търкаля по начертаната права линия. Ако дискът се приведе в равномерно въртене с ъглова скорост , тогава топката ще се търкаля по кривата OB и нейната скорост V спрямо диска ще промени посоката си. Следователно, по отношение на въртящата се отправна система, топката се държи така, сякаш върху нея действа някаква сила (перпендикулярна на нейната скорост), която обаче не е причинена от взаимодействието на топката с което и да е тяло. Това е инерционна сила, наречена сила на Кориолис. Големината на тази сила е пропорционална на масата на тялото m, относителната скорост на тялото V и ъгловата скорост на въртене на системата w: Fк=2mVw.

Силата на Кориолис Fc лежи в равнината на диска: тя е перпендикулярна на векторите V и и е насочена в посоката, определена от векторния продукт [V]: .

Силата на Кориолис като инерционна сила е насочена противоположно на ускорението на Кориолис a до:

Ако векторите V и са успоредни, тогава силата на Кориолис става нула.

Проява на силата на Кориолис:

Ерозия на десните брегове на реки, течащи на юг в северното полукълбо;

Движение на махалото на Фуко;

Наличието на допълнителен страничен натиск върху релсите и следователно тяхното неравномерно износване, което възниква при движение на влакове.

Силата на Кориолис се проявява например в работата на махалото на Фуко. Освен това, тъй като Земята се върти, силата на Кориолис се проявява в глобален мащаб. В северното полукълбо силата на Кориолис е насочена вдясно от движението, следователно десните брегове на реките в северното полукълбо са по-стръмни - те се отмиват от водата под въздействието на тази сила. В южното полукълбо се случва точно обратното. Силата на Кориолис също е отговорна за образуването на циклони и антициклони.

Принцип на еквивалентност на Айнщайн.

Полето на инерционната сила е еквивалентно на еднородното поле на гравитацията. Това твърдение представлява принципа на еквивалентността на Айнщайн.

Принципът на еквивалентност се формулира по следния начин: силата на гравитацията в своето физическо действие не се различава от силата на инерцията, която е еднаква по големина.

Принципът на Айнщайн предполага еквивалентността на инерционните и гравитационните маси в ограничена област от пространството. По ограничен начин, тъй като полето на гравитационните сили в общия случай не е еднородно (силата на взаимодействие намалява с отдалечаването на телата едно от друго).

В псевдонаучните форуми с изненадваща честота се разгарят сериозни спорове за това какво представлява силата на Кориолис и какви са нейните видими проявления. Въпреки почтената възраст на откритието - феноменът е описан през 1833 г. - някои хора понякога са объркани относно заключенията. Например, тъй като силата на Кориолис най-често се свързва с явления в океаните и атмосферата, в интернет можете да намерите твърдение, според което ерозията на речните брегове се случва от дясната страна, а на юг ерозиращото действие на водата е предимно на левия бряг. Някои твърдят, че това явление е създадено от силата на Кориолис. Техните противници обясняват всичко по различен начин: поради въртенето на планетата твърдата повърхност се движи малко по-бързо (по-малко инерционна) от масата на водата и поради тази разлика възниква ерозия. Въпреки че в част от процесите, протичащи в океана, силата на Кориолис наистина е „виновна“. Трудността е в определянето му от комплекс от други влияния. Проявлението на Кориолис, подобно на взаимодействията, е потенциално.

Нека решим какъв вид мощност е това и защо е от такъв интерес. Тъй като нашата планета може да се счита за неинерционна система (тя се движи и върти), всеки процес, разглеждан спрямо нея, трябва да отчита инерцията. Обикновено, за да обяснят това, те използват специално махало с дължина над 50 м и тегло десетки килограми. Освен това, спрямо неподвижен наблюдател, стоящ на пода, равнината, в която се люлее махалото, се върти в кръг. Ако стойността на скоростта на въртене на планетата се окаже по-висока от тази на махалото, тогава нейната конвенционална равнина ще се измести към северното полукълбо, въртейки се в обратна посока спрямо часовника. Обратното също е вярно: увеличаването на периода над скоростта на въртене на Земята ще доведе до изместване на посоката на стрелките на часовника. Това се случва, защото въртенето на планетата създава ротационно ускорение в системата на махалото, чийто вектор измества равнината на търкаляне.

За да обясните, можете да използвате пример от живота. Със сигурност всеки като дете се е возил на въртележка, която е голям въртящ се диск. Нека си представим две точки на такъв диск: една близо до централната ос (A), а втората по радиуса, най-близък до ръба (B). Ако човек, който се намира в точка А, реши да се премести в точка Б, тогава на пръв поглед най-оптималната би била права линия А-В, която всъщност е радиусът на диска. Но с всяка стъпка, която човек прави, точка B се измества, тъй като дискът продължава да се върти. В резултат на това, ако продължите да се движите по предвидената радиусна линия, тогава, когато достигнете радиуса на точка B, тя вече няма да бъде там поради изместването. Ако човек коригира пътя си в съответствие с действителната позиция на B, тогава траекторията ще бъде крива линия, вълна, чийто връх ще бъде насочен срещу посоката на въртене. Има обаче начин да преминете от А до Б по права линия: за да направите това, трябва да увеличите скоростта на движение, като придадете ускорение на тялото (човека). Тъй като разстоянието A-B се увеличава, за поддържането му е необходим все по-голям импулс на скоростта. Разликата между описаната сила и центробежната сила е, че посоката на последната съвпада с радиуса на въртящия се кръг.

И така, движението покрай въртящ се обект се влияе от силата на Кориолис. Формулата му е следната:

F = 2*v*m*cosFi,

където m е масата на движещото се тяло; v - скорост на движение; cosFi е стойност, която отчита ъгъла между посоката на движение и оста на въртене.

Или във векторно представяне:

където a е ускорението на Кориолис. Знакът „-“ възниква, защото силата от страна на движещо се тяло е противоположна на посоката.