Centrifugalna sila inercije. Coriolisova sila

29. Coriolisova sila

Najstrašnija sila kojoj nisu potrebni gravitoni

Prvo, šta naučni svet zna o Koriolisovoj sili?

Kako se disk rotira, tačke koje su dalje od centra kreću se većom tangencijalnom brzinom od manje udaljenih (grupa crnih strelica duž poluprečnika). Možete pomicati neko tijelo po poluprečniku tako da ostane na poluprečniku (plava strelica iz pozicije “A” u poziciju “B”) povećavajući brzinu tijela, odnosno dajući mu ubrzanje. Ako a referentni sistem rotira zajedno s diskom, jasno je da tijelo "ne želi" ostati na radijusu, već "pokušava" ići lijevo - to je Coriolisova sila.

Putanja lopte pri kretanju duž površine rotirajuće ploče u različitim referentnim okvirima (iznad - u inercijalnim, ispod - u neinercijalnim).

Coriolisova sila- jedan od inercijske sile koje postoje u neinercijalni referentni okvir zbog rotacije i zakona inercije , koji se manifestira kada se kreće u smjeru pod uglom u odnosu na os rotacije. Ime je dobio po francuskom naučnikuGustave Gaspard Coriolis ko je to prvi opisao. Coriolisovo ubrzanje je dobio Coriolis 1833. Gauss 1803. i Euler 1765. godine.

Razlog za pojavu Coriolisove sile je u Coriolisovom (rotacionom) ubrzanju. ATinercijski referentni sistemi primjenjuje se zakon inercije , odnosno svako tijelo teži pravolinijskom i konstantnom kretanju brzina . Ako uzmemo u obzir kretanje tijela koje je jednoliko duž određenog rotacionog radijusa i usmjereno iz centra, onda postaje jasno da je potrebno tijelu dati ubrzanje , jer što je dalje od centra, to bi trebala biti veća tangencijalna brzina rotacije. To znači da će sa tačke gledišta rotacionog referentnog okvira, neka sila pokušati da pomeri telo iz radijusa.

Da bi se tijelo kretalo Koriolisovim ubrzanjem potrebno je na tijelo primijeniti silu jednaku F = ma, gdje a je Coriolisovo ubrzanje. Shodno tome, tijelo djeluje na Njutnov treći zakon sa suprotnom silom.FK = — ma.

Sila koja djeluje sa strane tijela nazvat će se Coriolisova sila. Coriolisovu silu ne treba brkati s drugom sila inercije centrifugalna sila , koji je usmjeren na poluprečnik rotirajuće kružnice. Ako je rotacija u smjeru kazaljke na satu, tada će tijelo koje se kreće od centra rotacije težiti da napusti polumjer ulijevo. Ako je rotacija u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, onda udesno.

Vladavina Žukovskog

Dodaci:

pravilo gimleta

Ravna žica sa strujom. Struja (I) koja teče kroz žicu stvara magnetsko polje (B) oko žice.pravilo gimleta(takođe, pravilo desne ruke) - mnemonički pravilo za određivanje smjera vektoraugaona brzina , koji karakterizira brzinu rotacije tijela, kao i vektormagnetna indukcija B ili da odredimo pravacindukciona struja . Pravilo desne ruke pravilo gimleta: “Ako je smjer translacijskog kretanja gimlet (vijak ) poklapa se sa smjerom struje u provodniku, tada se smjer rotacije drške gimleta poklapa sa smjeromvektor magnetne indukcije “.

Određuje smjer induktivne struje u vodiču koji se kreće u magnetskom polju

Pravilo desne ruke: „Ako je dlan desne ruke postavljen tako da uključuje linije sile magnetskog polja, a savijeni palac usmjeren duž kretanja provodnika, tada će 4 ispružena prsta pokazati smjer indukcijske struje. "

Za solenoid formulira se na sljedeći način: „Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će palac koji je ostavljen u stranu pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida. ”

pravilo leve ruke

Ako se naboj kreće i magnet miruje, tada se za određivanje sile primjenjuje pravilo lijeve ruke: „Ako je lijeva ruka postavljena tako da linije indukcije magnetskog polja ulaze u dlan okomito na njega, a četiri prsta su usmjeren duž struje (duž kretanja pozitivno nabijene čestice ili protiv kretanja negativno nabijene čestice), tada će palac povučen za 90° pokazati smjer djelovanja Lorentzove ili Amperove sile.

MAGNETNO POLJE

SVOJSTVA (STACIONARNOG) MAGNETSKOG POLJA

Trajno (ili stacionarno) Magnetno polje je magnetsko polje koje se ne mijenja s vremenom.

1. Magnetno polje kreiran pokretne nabijene čestice i tijela, provodnici sa strujom, trajni magneti.

2. Magnetno polje validan na pokretne nabijene čestice i tijela, na provodnike sa strujom, na trajne magnete, na okvir sa strujom.

3. Magnetno polje vortex, tj. nema izvor.

MAGNETNE SILE su sile kojima provodnici sa strujom djeluju jedan na drugog.

………………

MAGNETNA INDUKCIJA

Vektor magnetske indukcije je uvijek usmjeren na isti način kao što je magnetska igla koja se slobodno okreće orijentirana u magnetskom polju.

LINIJE MAGNETNE INDUKCIJE - to su linije, tangenta na koje je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije.

Uniformno magnetno polje- ovo je magnetno polje u kojem je u bilo kojoj tački vektor magnetske indukcije nepromijenjen po veličini i smjeru; posmatrano između ploča ravnog kondenzatora, unutar solenoida (ako je njegov prečnik mnogo manji od njegove dužine) ili unutar šipkastog magneta.

SVOJSTVA VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE

- imati pravac

- kontinuirano;

– zatvoreno (tj. magnetsko polje je vrtložno);

- ne seku;

- prema njihovoj gustini se procjenjuje veličina magnetske indukcije.

pravilo gimleta(uglavnom za ravan vodič sa strujom):

	Ako se smjer translacijskog kretanja gimleta poklapa sa smjerom struje u vodiču, tada se smjer rotacije ručke gimleta poklapa sa smjerom linija magnetskog polja struje.Pravilo desne ruke (uglavnom za određivanje smjera magnetskih linija unutar solenoida):Ako dlanom desne ruke uhvatite solenoid tako da su četiri prsta usmjerena duž struje u zavojima, tada će palac koji je ostavljen u stranu pokazati smjer linija magnetskog polja unutar solenoida.
	Postoje i druge moguće primjene pravila gimleta i desne ruke.
	POWER AMP je sila kojom magnetsko polje djeluje na provodnik sa strujom.Modul amperove sile jednak je proizvodu jačine struje u vodiču i modula vektora magnetske indukcije, dužine vodiča i sinusa ugla između vektora magnetske indukcije i smjera struje u vodiču. .Amperova sila je maksimalna ako je vektor magnetske indukcije okomit na provodnik.Ako je vektor magnetske indukcije paralelan sa provodnikom, tada magnetno polje nema uticaja na provodnik sa strujom, tj. Amperova sila je nula.Smjer amperske sile odredio pravilo lijeve ruke:

Ako je lijeva ruka postavljena tako da komponenta vektora magnetske indukcije okomita na provodnik ulazi u dlan, a 4 ispružena prsta su usmjerena u smjeru struje, tada će palac savijen za 90 stupnjeva pokazati smjer sile koja djeluje na provodniku sa strujom.

Dakle, u magnetskom polju provodnika sa jednosmernom strujom (neujednačeno), strujni okvir je orijentisan duž poluprečnika magnetne linije i privlači se ili odbija od vodiča sa jednosmernom strujom, u zavisnosti od smjer struja.

Smjer Coriolisove sile na rotirajuću Zemlju.Centrifugalna sila , djelujući na tijelo mase m, modul jednako F pr= mb 2 r, gdje je b = omega ugaona brzina rotacije i r je udaljenost od ose rotacije. Vektor ove sile leži u ravnini ose rotacije i usmjeren je okomito od nje. Vrijednost Coriolisove sile djelujući na česticu koja se kreće brzinom u odnosu na dati rotirajući referentni okvir, određena je izrazom, gdje je alfa ugao između vektora brzine čestice i ugaone brzine referentnog okvira. Vektor ove sile usmjeren je okomito na oba vektora i udesno od brzine tijela (određenopravilo gimleta ).

Efekti Coriolisove sile: laboratorijski eksperimenti

Foucaultovo klatno na sjevernom polu. Osa rotacije Zemlje leži u ravni oscilovanja klatna.Foucaultovo klatno . Eksperiment koji jasno pokazuje rotaciju Zemlje postavio je francuski fizičar 1851. Leon Foucault . Njegovo značenje je da je ravan vibracijamatematičko klatno je nepromijenjen u odnosu na inercijski referentni okvir, u ovom slučaju u odnosu na nepokretne zvijezde. Dakle, u referentnom okviru povezanom sa Zemljom, ravan oscilovanja klatna mora da se okreće. Sa stanovišta neinercijalnog referentnog okvira povezanog sa Zemljom, ravnina oscilovanja Foucaultovog klatna rotira se pod utjecajem Coriolisove sile.Ovaj efekat bi trebalo najjasnije da bude izražen na polovima, gde je period potpune rotacije ravni klatna jednak periodu rotacije Zemlje oko svoje ose (sideralni dani). U opštem slučaju, period je obrnuto proporcionalan sinusu geografske širine; na ekvatoru je ravnina oscilovanja klatna nepromenjena.

Trenutno Foucaultovo klatno uspješno demonstrirana u brojnim naučnim muzejima i planetarijumima, posebno u planetarijumuPetersburg , Volgogradski planetarij.

Postoji niz drugih eksperimenata s klatnama koji se koriste za dokazivanje rotacije Zemlje. Na primjer, u Bravaisovom eksperimentu (1851), koristili smokonusno klatno . Rotacija Zemlje dokazana je činjenicom da su periodi oscilacija u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu bili različiti, budući da je Coriolisova sila u ova dva slučaja imala različit predznak. Godine 1853 Gauss predložio korištenje nematematičkog klatna, kao u Foucaulta i fizičkog , što bi omogućilo smanjenje veličine eksperimentalne postavke i povećanje točnosti eksperimenta. Ova ideja je realizovana Kamerling-Onnes 1879

Žiroskop– rotirajuće tijelo sa značajnim momentom inercije zadržava ugaoni moment ako nema jakih perturbacija. Foucault, koji je bio umoran od objašnjavanja šta se dogodilo sa Foucaultovim klatnom koje nije na polu, razvio je još jednu demonstraciju: viseći žiroskop je zadržao svoju orijentaciju, što znači da se polako rotirao u odnosu na posmatrača.

Skretanje projektila tokom gađanja. Još jedna vidljiva manifestacija Coriolisove sile je skretanje putanja projektila (na sjevernoj hemisferi udesno, na južnoj hemisferi ulijevo) ispaljenih u horizontalnom smjeru. Sa stanovišta inercijalnog referentnog okvira, za projektile ispaljene uzduž meridijan , to je zbog zavisnosti linearne brzine Zemljine rotacije od geografske širine: kada se kreće od ekvatora do pola, projektil zadržava horizontalnu komponentu brzine nepromijenjenom, dok linearna brzina rotacije tačaka na Zemljina površina se smanjuje, što dovodi do pomjeranja projektila sa meridijana u smjeru Zemljine rotacije. Ako je hitac ispaljen paralelno s ekvatorom, onda je pomak projektila iz paralele posljedica činjenice da trajektorija projektila leži u istoj ravni sa centrom Zemlje, dok se tačke na zemljinoj površini kreću u ravan okomita na osu rotacije Zemlje.

Odstupanje tijela koja slobodno padaju od vertikale. Ako brzina tijela ima veliku vertikalnu komponentu, Coriolisova sila je usmjerena na istok, što dovodi do odgovarajućeg skretanja putanje tijela koje slobodno pada (bez početne brzine) s visokog tornja. Kada se posmatra u inercijskom referentnom okviru, efekat se objašnjava činjenicom da se vrh tornja u odnosu na središte Zemlje kreće brže od baze, zbog čega se putanja tijela ispostavlja kao uska parabola a tijelo je malo ispred osnove tornja.

Ovaj efekat je bio predviđen Newton 1679. godine. Zbog teškoća izvođenja relevantnih eksperimenata, efekat se mogao potvrditi tek krajem 18. i u prvoj polovini 19. stoljeća (Guglielmini, 1791; Bentsenberg, 1802; Reich, 1831).

austrijski astronom Johann Hagen (1902) izveo eksperiment, koji je modifikacija ovog eksperimenta, gdje umjesto slobodno padajućih utega, Atwood mašina . To je omogućilo smanjenje ubrzanja pada, što je dovelo do smanjenja veličine eksperimentalne postavke i povećanja točnosti mjerenja.

Eötvös efekat. U niskim geografskim širinama, Coriolisova sila je, kada se kreće duž zemljine površine, usmjerena u vertikalnom smjeru i njeno djelovanje dovodi do povećanja ili smanjenja ubrzanja slobodnog pada, ovisno o tome da li se tijelo kreće na zapad ili istok. Ovaj efekat je imenovan Eötvösov efekat u čast mađarskog fizičara Roland Eötvös koji ga je eksperimentalno otkrio početkom 20. vijeka.

Eksperimenti koristeći zakon održanja ugaonog momenta. Neki eksperimenti su zasnovani nazakon održanja ugaonog momenta : u inercijskom referentnom okviru, veličina ugaonog momenta (jednaka proizvodu moment inercije na ugaonu brzinu rotacije) pod dejstvom unutrašnjih sila se ne menja. Ako je u nekom početnom trenutku instalacija nepomična u odnosu na Zemlju, tada je brzina njene rotacije u odnosu na inercijski referentni okvir jednaka kutnoj brzini Zemljine rotacije. Ako promijenite moment inercije sistema, tada bi se trebala promijeniti kutna brzina njegove rotacije, odnosno rotacija u odnosu na Zemlju će početi. U neinercijskom referentnom okviru povezanom sa Zemljom, rotacija se javlja kao rezultat djelovanja Coriolisove sile. Ovu ideju je predložio francuski naučnik Louis Poinsot 1851

Prvi takav eksperiment je izveden Hagen 1910.: dva utega na glatkoj šipki postavljena su nepomično u odnosu na površinu Zemlje. Tada je razmak između tereta smanjen. Kao rezultat toga, instalacija je došla u rotaciju. Još ilustrativniji eksperiment izveo je njemački naučnik Hans Bucca (Hans Bucka) 1949. godine. Štap dužine oko 1,5 metara postavljen je okomito na pravougaoni okvir. U početku je štap bio horizontalan, instalacija je bila stacionarna u odnosu na Zemlju. Zatim je štap doveden u vertikalni položaj, što je dovelo do promjene momenta inercije instalacije za oko 10 4 puta i njegovu brzu rotaciju sa ugaonom brzinom od 10 4 puta brzinu Zemljine rotacije.

Lijevak u kadi. Budući da je Coriolisova sila vrlo slaba, ona ima zanemariv uticaj na smjer vrtloga vode pri ispuštanju u sudoper ili kadu, tako da općenito smjer rotacije u lijevu nije povezan sa rotacijom Zemlje. Međutim, u pažljivo kontroliranim eksperimentima moguće je odvojiti učinak Coriolisove sile od drugih faktora: na sjevernoj hemisferi će lijevak biti uvrnut u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, na južnoj hemisferi će biti obrnuto (sve je obrnuto).

Efekti Coriolisove sile: fenomeni u okruženju

Baerov zakon. Kao što je akademik iz Sankt Peterburga prvi primetio Carl Baer 1857. rijeke erodiraju desnu obalu na sjevernoj hemisferi (lijevu obalu na južnoj hemisferi), koja se kao rezultat toga ispostavlja strmijom ( Baerov zakon ). Objašnjenje efekta slično je objašnjenju otklona projektila pri ispaljivanju u horizontalnom smjeru: pod utjecajem Coriolisove sile, voda jače udara u desnu obalu, što dovodi do njenog zamućenja i, obrnuto, povlači se. sa lijeve obale.

Ciklon iznad jugoistočne obale Islanda (pogled iz svemira).Vjetrovi: pasati, cikloni, anticikloni. Uz prisustvo Coriolisove sile, usmjerene na sjevernoj hemisferi udesno i na južnoj hemisferi ulijevo, povezuju se i atmosferske pojave: pasati, cikloni i anticikloni. Fenomen pasati je uzrokovana neravnomjernim zagrijavanjem nižih slojeva zemljine atmosfere u zoni blizu ekvatorijala i u srednjim geografskim širinama, što dovodi do strujanja zraka duž meridijana na jugu odnosno sjeveru na sjevernoj i južnoj hemisferi. Djelovanje Coriolisove sile dovodi do odstupanja vazdušnih tokova: na sjevernoj hemisferi - prema sjeveroistoku (sjeveroistočni pasat), na južnoj hemisferi - prema jugoistoku (jugoistočni pasat).

ciklon nazvan atmosferski vrtlog sa smanjenim pritiskom vazduha u centru. Vazdušne mase, koje teže centru ciklona, ​​pod uticajem Coriolisove sile, uvijaju se u suprotnom smeru kazaljke na satu na severnoj hemisferi i u smeru kazaljke na satu na južnoj hemisferi. Isto tako, in anticiklon , gdje postoji maksimum pritiska u centru, prisustvo Coriolisove sile dovodi do vrtložnog kretanja u smjeru kazaljke na satu na sjevernoj hemisferi i suprotno od kazaljke na satu na južnoj hemisferi. U stacionarnom stanju, smjer kretanja vjetra u ciklonu ili anticikloni je takav da Coriolisova sila uravnotežuje gradijent tlaka između centra i periferije vrtloga (geostrofski vetar ).

Optički eksperimenti

Na osnovu brojnih eksperimenata koji pokazuju rotaciju Zemlje Sagnac efekat: ako je prstenasti interferometar vrši rotaciono kretanje, a zatim se, zbog relativističkih efekata, trake pomeraju za ugao

Gimlet pravilo u životu delfina

Međutim, malo je vjerovatno da su delfini u stanju osjetiti ovu moć u tako maloj mjeri. Prema drugoj verziji Mengera, činjenica je da životinje plivaju u jednom smjeru kako bi ostale u grupi u vrijeme relativne ranjivosti tokom sati polusna. „Kada su delfini budni, koriste zviždaljke da bi se održali na okupu“, objašnjava naučnik. “Ali kada spavaju, ne žele da prave buku jer se plaše da privuku pažnju.” Ali Menger ne zna zašto se izbor pravca menja u vezi sa hemisferom: „To je izvan mojih snaga“, priznaje istraživač.

Amatersko mišljenje

Dakle, imamo skupštinu:

1. Coriolisova sila je jedna od njih

5. MAGNETNO POLJE- ovo je posebna vrsta materije, kroz koju se vrši interakcija između pokretnih električno nabijenih čestica.

6. MAGNETNA INDUKCIJA je karakteristika sile magnetnog polja.

7. PRAVAC VODOVA MAGNETNE INDUKCIJE- određuje se pravilom gimleta ili pravilom desne ruke.

9. Odstupanje tijela koja slobodno padaju od vertikale.

10. Lijevak u kadi

11. Utjecaj desne obale.

12. Delfini.

Na ekvatoru je izveden eksperiment s vodom. Sjeverno od ekvatora, pri oticanju, voda je rotirala u smjeru kazaljke na satu, južno od ekvatora, u suprotnom smjeru. Činjenica da je desna obala viša od lijeve je voda koja vuče stijenu.

Coriolisova sila nema nikakve veze sa rotacijom Zemlje!

Detaljan opis komunikacijskih cijevi sa satelitima, Mjesecom i Suncem dat je u monografiji Hladna nuklearna fuzija.

Postoje i efekti koji se javljaju kada se smanje potencijali pojedinačnih frekvencija u komunikacijskim cijevima.

Efekti uočeni od 2007. godine:

Rotacija vode tokom odvoda i u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu, ponekad je odvod napravljen bez rotacije.

Delfini odnešeni na obalu.

Nije bilo strujne transformacije (sve je na ulazu, nema ništa na izlazu).

Tokom transformacije, izlazna snaga je značajno premašila ulaznu.

Goruće trafostanice.

Kvarovi komunikacijskog sistema.

Pravilo gimleta nije funkcioniralo s magnetskom indukcijom.

Golfska struja je nestala.

Planirano:

Zaustavite okeanske struje.

Zaustavljanje reka koje se ulivaju u Crno more.

Zaustavljanje rijeka koje se ulivaju u Aralsko more.

Zaustavljanje Jeniseja.

Uklanjanje komunikacijskih cijevi će dovesti do pomjeranja satelita planeta u kružne orbite oko Sunca, radijus orbita će biti manji od polumjera orbite Merkura.

Uklanjanje cijevi komunikacije sa Suncem - izumiranje korone.

Uklanjanje komunikacijske cijevi sa Mjesecom je eliminacija reprodukcije "zlatne milijarde" i "zlatnog miliona", dok se Mjesec "udaljava" od Zemlje za 1.200.000 km.

Coriolisovo ubrzanje

Kako se disk rotira, tačke koje su dalje od centra kreću se većom tangencijalnom brzinom od manje udaljenih (grupa crnih strelica duž poluprečnika). Ako želimo da pomerimo neko telo po poluprečniku, tako da ostane na poluprečniku (plava strelica iz pozicije "A" u poziciju "B"), onda ćemo morati da povećamo brzinu tela, odnosno damo mu ubrzanje. Ako se naš referentni okvir rotira sa diskom, tada ćemo osjetiti da tijelo "ne želi" da ostane na radijusu, već "stremi" da ide ulijevo - to je Coriolisova sila.

Kretanje lopte po površini rotirajuće ploče.

Coriolisova sila(nazvan po francuskom naučniku Gustaveu Gaspardu Coriolisu, koji ju je prvi opisao) - jedna od sila inercije, koja postoji u neinercijskom (rotirajućem) referentnom okviru zbog rotacije i zakona inercije, koja se manifestuje kada se kreće u pravcu pod uglom u odnosu na os rotacije. Koriolisovo ubrzanje je dobio Coriolis 1833., Gauss 1803. i Euler 1765. godine.

Razlog za pojavu Coriolisove sile je u Coriolisovom (rotacionom) ubrzanju. Da bi se tijelo kretalo Koriolisovim ubrzanjem potrebno je na tijelo primijeniti silu jednaku F = ma , gdje a- Coriolisovo ubrzanje. U skladu s tim, tijelo djeluje prema Newtonovom trećem zakonu sa silom suprotnog smjera. F K = − ma. Sila koja djeluje sa strane tijela nazvat će se Coriolisova sila. Coriolisovu silu ne treba brkati s drugom silom inercije - centrifugalnom silom, koja je usmjerena duž radijusa rotirajuće kružnice.

Suprotno popularnom vjerovanju, malo je vjerovatno da Coriolisova sila u potpunosti određuje smjer vrtloga vode u vodovodnom sistemu - na primjer, kada se ispušta sudoper. Iako na različitim hemisferama zaista ima tendenciju da izvrće lijevak za vodu u različitim smjerovima, pri odvodnju se javljaju i bočni tokovi, ovisno o obliku školjke i konfiguraciji kanalizacijskog sustava. Apsolutna vrijednost sila koje stvaraju ovi tokovi premašuje Coriolisovu silu, tako da smjer rotacije lijevka i na sjevernoj i na južnoj hemisferi može biti u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu.

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010 .

Coriolisovo ubrzanje tačke

Coriolisovo ubrzanje- Koriolio pagreitis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. kompatibilno ubrzanje; komplementarno ubrzanje; Coriolisovo ubrzanje vok. Coriolis Beschleunigung, f; Rechtsablenkung, f rus. Coriolisovo ubrzanje, n; rotacijsko ubrzanje, n;… … Fizikos terminų žodynas

Coriolisovo ubrzanje- Koriolio pagreitis statusas T sritis Standardizacija i metrologija apibrėžtis Pagreitis, kurį įgyja greičiu v judantis materialusis kūnas atskaitos sistemos, kuri sukasi kampiniu greičiu ω, atžvilgiu. atitikmenys: engl. Coriolisovo ubrzanje vok… Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas

ubrzanje prekretnice- Coriolisovo ubrzanje tačke; industrija ubrzanje rotacijske tačke; inkrementalno ubrzanje tačke Sa složenim kretanjem tačke, komponenta njenog apsolutnog ubrzanja, jednaka dvostrukom vektorskom proizvodu ugaone brzine prenosnog kretanja za ... ... Politehnički terminološki rječnik

inkrementalno ubrzanje tačke- Coriolisovo ubrzanje tačke; industrija ubrzanje rotacijske tačke; inkrementalno ubrzanje tačke Sa složenim kretanjem tačke, komponenta njenog apsolutnog ubrzanja, jednaka dvostrukom vektorskom proizvodu ugaone brzine prenosnog kretanja za ... ... Politehnički terminološki rječnik

Kako se disk rotira, tačke koje su dalje od centra kreću se većom tangencijalnom brzinom od manje udaljenih (grupa crnih strelica duž poluprečnika). Ako želimo da pomerimo neko telo po radijusu, tako da ostane na poluprečniku ... ... Wikipedia

Coriolisova sila

Kako se disk rotira, tačke koje su dalje od centra kreću se većom tangencijalnom brzinom od manje udaljenih (grupa crnih strelica duž poluprečnika). Ako želimo da pomerimo neko telo po poluprečniku, tako da ostane na poluprečniku (plava strelica iz pozicije "A" u poziciju "B"), onda ćemo morati da povećamo brzinu tela, odnosno damo mu ubrzanje. Ako se naš referentni okvir rotira sa diskom, tada ćemo osjetiti da tijelo "ne želi" da ostane na radijusu, već "stremi" da ide ulijevo - to je Coriolisova sila.

Kretanje lopte po površini rotirajuće ploče.

Coriolisova sila(nazvan po francuskom naučniku Gustaveu Gaspardu Coriolisu, koji ju je prvi opisao) - jedna od sila inercije, koja postoji u neinercijskom (rotirajućem) referentnom okviru zbog rotacije i zakona inercije, koja se manifestuje kada se kreće u pravcu pod uglom u odnosu na os rotacije. Koriolisovo ubrzanje je dobio Coriolis 1833., Gauss 1803. i Euler 1765. godine.

Razlog za pojavu Coriolisove sile je u Coriolisovom (rotacionom) ubrzanju. Da bi se tijelo kretalo Koriolisovim ubrzanjem potrebno je na tijelo primijeniti silu jednaku F = ma , gdje a- Coriolisovo ubrzanje. U skladu s tim, tijelo djeluje prema Newtonovom trećem zakonu sa silom suprotnog smjera. F K = − ma. Sila koja djeluje sa strane tijela nazvat će se Coriolisova sila. Coriolisovu silu ne treba brkati s drugom silom inercije - centrifugalnom silom, koja je usmjerena duž radijusa rotirajuće kružnice.

Suprotno popularnom vjerovanju, malo je vjerovatno da Coriolisova sila u potpunosti određuje smjer vrtloga vode u vodovodnom sistemu - na primjer, kada se ispušta sudoper. Iako na različitim hemisferama zaista ima tendenciju da izvrće lijevak za vodu u različitim smjerovima, pri odvodnju se javljaju i bočni tokovi, ovisno o obliku školjke i konfiguraciji kanalizacijskog sustava. Apsolutna vrijednost sila koje stvaraju ovi tokovi premašuje Coriolisovu silu, tako da smjer rotacije lijevka i na sjevernoj i na južnoj hemisferi može biti u smjeru kazaljke na satu ili suprotno od kazaljke na satu.

vidi takođe

Wikimedia fondacija. 2010 .

Pitanje 7.Neinercijski referentni sistemi. Sile inercije, koncept principa ekvivalencije.

Referentni okviri koji se kreću ubrzanjem u odnosu na inercijski referentni okvir se nazivaju neinercijalni.

sila inercije je sila koja se koristi za opisivanje kretanja pri tranziciji u neinercijalnim referentnim okvirima (tj. pri kretanju uz ubrzanje). Ova sila je po veličini jednaka sili koja uzrokuje ubrzanje, ali je usmjerena u smjeru suprotnom od ubrzanja. Zato u vozilu koje ubrzava sila inercije vuče putnike nazad, a u vozilu koje usporava, naprotiv, naprijed.

Sila inercije - vektorska veličina brojčano jednaka proizvodu mase m materijalne tačke i modula njenog ubrzanja i usmjerena suprotno od ubrzanja.

Postoje 2 glavne vrste inercijskih sila: Coriolisova sila i prenosiva sila inercije. Prenosiva sila inercije sastoji se od 3 člana

M - translaciona sila inercije

m 2 r - centrifugalna sila inercije

M[ r] - rotaciona sila inercije

U dinamici, relativno kretanje je kretanje u odnosu na neinercijalni referentni okvir, za koji su zakoni Njutnove mehanike nepravedni. Da bi jednadžbe relativnog kretanja materijalne tačke zadržale isti oblik kao u inercijskom referentnom okviru, potrebna je sila interakcije sa drugim tijelima koja djeluju na tačku F dodati prenosivu silu inercije F traka = - ma traka i Coriolisova sila inercije F kop=- ma kop, gde m je masa tačke. Onda

ma rel = F + F lane + F kop

ma o tn = F–ma kop- ma lane

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

F kop=- ma kop=2m [ V rel ]-Coriolisova sila

F traka = - ma lan = -m
m 2 r - m[r] - prenosiva sila inercije.

Primjeri. Matematičko klatno smješteno na kolicima koja se kreću ubrzano. Lubimovljevo klatno.

Centrifugalna sila inercije- sila kojom pokretna materijalna tačka djeluje na tijela (veze) koja ograničavaju slobodu njenog kretanja i tjeraju je da se kreće krivolinijski. (ili Sila kojom veza djeluje na materijalnu tačku koja se ravnomjerno kreće duž kružnice u referentnom okviru povezanom s ovom tačkom.)

F c.b.=
, R je polumjer zakrivljenosti putanje.

Rice. O konceptu centrifugalne sile inercije.

Centrifugalna sila je usmjerena od centra zakrivljenosti putanje duž glavne normale (kada se kreće duž kružnice duž polumjera od središta kruga).

Centrifugalna sila je također sila inercije – usmjerena je protiv centripetalne sile koja uzrokuje kružno kretanje.

Centrifugalna sila i centripetalna sila su jednake po veličini, usmjerene suprotno.

Coriolisova sila- jedna od sila inercije, uvedena da se uzme u obzir uticaj rotacije pokretnog referentnog okvira na relativno kretanje tela.

Kada se tijelo kreće u odnosu na rotirajući referentni okvir, pojavljuje se inercijalna sila, koja se naziva Coriolisova sila ili Coriolisova sila inercije. Manifestacija Coriolisove sile može se vidjeti na disku koji rotira oko vertikalne ose (slika 1).

Na disku je označena radijalna prava linija OA i lopta se kreće brzinom V u pravcu od O do A. Ako se disk ne rotira, lopta će se kotrljati duž povučene prave linije. Ako se disk dovede u ravnomjernu rotaciju ugaonom brzinom , tada će se lopta kotrljati duž krivulje OB, a njena brzina V u odnosu na disk će promijeniti svoj smjer. Prema tome, u odnosu na rotirajući referentni okvir, lopta se ponaša kao da na nju djeluje neka sila (okomita na njenu brzinu), koja, međutim, nije uzrokovana interakcijom lopte s bilo kojim tijelom. Ovo je sila inercije, koja se zove Coriolisova sila. Veličina ove sile je proporcionalna masi tijela m, relativnoj brzini tijela V i ugaonoj brzini rotacije sistema w: Fk=2mVw.

Coriolisova sila Fc leži u ravni diska: okomita je na vektore V i usmjerena je u smjeru određenom vektorskim proizvodom [V]: .

Coriolisova sila kao sila inercije usmjerena je suprotno Coriolisovom ubrzanju a na:

Ako su vektori V i paralelni, onda Coriolisova sila nestaje.

Manifestacija djelovanja Coriolisove sile:

Erozija desnih obala rijeka koje teku na jug na sjevernoj hemisferi;

Kretanje Foucaultovog klatna;

Prisutnost dodatnog bočnog pritiska na šine, a samim tim i njihovo neravnomjerno trošenje koje se javlja tokom kretanja vozova.

Coriolisova sila se manifestuje, na primjer, u radu Foucaultovog klatna. Osim toga, budući da se Zemlja rotira, Coriolisova sila se manifestira i na globalnoj razini. Na sjevernoj hemisferi Coriolisova sila je usmjerena udesno od kretanja, pa su desne obale rijeka na sjevernoj hemisferi strmije - pod utjecajem ove sile ih voda spira. Na južnoj hemisferi je suprotno. Coriolisova sila je također odgovorna za pojavu ciklona i anticiklona.

Ajnštajnov princip ekvivalencije.

Polje inercijalne sile je ekvivalentno jednoličnom gravitacionom polju. Ova izjava je Ajnštajnov princip ekvivalencije.

Načelo ekvivalencije je formulirano na sljedeći način: sila gravitacije u svom fizičkom djelovanju ne razlikuje se od sile inercije jednake joj po veličini.

Ajnštajnov princip podrazumeva ekvivalenciju inercijalnih i gravitacionih masa u ograničenom prostoru prostora. U ograničenom, jer polje gravitacionih sila uglavnom nije uniformno (sila interakcije opada kako se tijela udaljavaju jedno od drugog).

Na skoro naučnim forumima, sa iznenađujućom učestalošću, rasplamsavaju se ozbiljne debate o tome šta je Coriolisova sila i koje su njene vidljive manifestacije. Uprkos časnoj starosti otkrića - fenomen je opisan još 1833. - neki ljudi se ponekad zbune u zaključcima. Na primjer, budući da se Coriolisova sila najčešće povezuje s pojavama u okeanima i atmosferi, onda se na internetu može naći izjava prema kojoj su riječne obale odnijete s desne strane, a na jugu erodiranje uticaj vode je uglavnom na levoj obali. Neki tvrde da ovaj fenomen stvara Coriolisovu silu. Njihovi protivnici sve objašnjavaju drugačije: zbog rotacije planete, čvrsta površina se kreće malo brže (manje inercijalno) od mase vode, i zbog te razlike dolazi do potkopavanja. Iako je u nekom dijelu procesa koji se odvijaju u okeanu, Coriolisova sila je zaista “kriva”. Poteškoće u određivanju iz kompleksa drugih uticaja. Coriolisova manifestacija, kao i interakcije, je potencijalna.

Hajde da odlučimo kakva je to sila i zašto je toliko interesantna. Pošto se naša planeta može smatrati neinercijalnim sistemom (kreće se i rotira), svaki proces koji se razmatra u odnosu na nju mora uzeti u obzir inerciju. Obično se, da bi se to objasnilo, koristi posebno klatno dužine preko 50 m i mase od desetine kilograma. Osim toga, u odnosu na stacionarnog posmatrača koji stoji na podu, ravan u kojoj se klatno njiše rotira u krug. Ako se pokaže da je vrijednost brzine rotacije planete veća od brzine klatna, tada će se njegova uvjetna ravan pomjeriti prema sjevernoj hemisferi, rotirajući u suprotnom smjeru u odnosu na sat. Vrijedi i obrnuto: povećanje perioda većeg od Zemljine brzine rotacije rezultirat će pomakom u smjeru kazaljki na satu. To je zbog činjenice da rotacija planete stvara rotacijsko ubrzanje u sistemu klatna, čiji vektor pomiče ravninu kotrljanja.

Za objašnjenje možete koristiti primjer iz života. Sigurno su se svi, kao dijete, vozili na vrtuljku, koji je rotirajući disk s nekakvim velikim diskom. Zamislite dvije točke na takvom disku: jednu blizu središnje ose (A), a drugu - na polumjeru najbližem rubu (B). Ako osoba koja se nalazi u tački A odluči da se preseli u tačku B, tada će, na prvi pogled, prava linija A-B, koja je zapravo radijus diska, biti najoptimalnija. Ali sa svakim korakom koji osoba napravi, tačka B se pomera dok se disk nastavlja da se okreće. Kao rezultat toga, ako se nastavite kretati duž predviđenog polumjera linije, onda kada se postigne polumjer točke B, ona više neće biti tu zbog pomaka. Ako osoba ispravi svoju putanju u skladu sa stvarnim položajem B, tada će putanja biti kriva linija, val, čiji će vrh biti usmjeren protiv smjera rotacije. Međutim, postoji način da se od A do B ide pravolinijski: to zahtijeva povećanje brzine kretanja, obavještavajući tijelo (ljudsko) o ubrzanju. Kako se rastojanje A-B povećava, potreban je sve veći zamah brzine za održavanje. Razlika između opisane sile i centrifugalne sile je u tome što se smjer potonje poklapa s polumjerom na rotirajućoj kružnici.

Dakle, na kretanje rotirajućeg objekta utiče Coriolisova sila. Njegova formula je sljedeća:

F = 2*v*m*cosFi,

gdje je m masa tijela u pokretu; v - brzina kretanja; cosFi - vrijednost koja uzima u obzir ugao između smjera kretanja i osi rotacije.

Ili, u vektorskom prikazu:

gdje je a Coriolisovo ubrzanje. Znak “-” se javlja zato što je sila koja se kreće od tijela suprotna smjeru.