Fuerza centrífuga de inercia. fuerza Coriolis

29. Fuerza de Coriolis

La fuerza más terrible que no necesita gravitones.

Primero, ¿qué sabe el mundo científico sobre la fuerza de Coriolis?

Cuando el disco gira, los puntos más alejados del centro se mueven con una velocidad tangencial mayor que los puntos menos distantes (un grupo de flechas negras a lo largo del radio). Puedes mover un cuerpo a lo largo del radio para que permanezca en el radio (flecha azul de la posición “A” a la posición “B”) aumentando la velocidad del cuerpo, es decir, dándole aceleración. Si marco de referencia Gira junto con el disco, está claro que el cuerpo "no quiere" permanecer en el radio, pero "intenta" ir hacia la izquierda: esta es la fuerza de Coriolis.

Trayectorias de una bola que se mueve a lo largo de la superficie de una placa giratoria en diferentes sistemas de referencia (arriba, en inercial, abajo, en no inercial).

fuerza Coriolis- uno de fuerzas de inercia existentes en sistema de referencia no inercial debido a la rotación y las leyes de inercia , manifestado cuando se mueve en una dirección en ángulo con el eje de rotación. El nombre del científico francés.Gustave Gaspard Coriolis , quien lo describió por primera vez. La aceleración de Coriolis fue obtenida por Coriolis en 1833, Gauss en 1803 y Euler en 1765.

La razón de la aparición de la fuerza de Coriolis es la aceleración de Coriolis (rotativa). ENsistemas de referencia inercial se aplica la ley de inercia , es decir, cada cuerpo tiende a moverse en línea recta y con una velocidad constante velocidad . Si consideramos el movimiento de un cuerpo, uniforme a lo largo de un cierto radio de rotación y dirigido desde el centro, queda claro que para que se produzca es necesario darle al cuerpo aceleración , ya que cuanto más lejos del centro mayor debe ser la velocidad de rotación tangencial. Esto significa que desde el punto de vista del marco de referencia giratorio, alguna fuerza intentará desplazar el cuerpo del radio.

Para que un cuerpo se mueva con aceleración de Coriolis es necesario aplicarle una fuerza igual a F = mamá, Dónde a— Aceleración de Coriolis. En consecuencia, el cuerpo actúa de acuerdo con tercera ley de newton con una fuerza en dirección opuesta.FK = — mamá.

La fuerza que actúa desde el cuerpo se llamará fuerza de Coriolis. La fuerza de Coriolis no debe confundirse con otra fuerza de inercia - fuerza centrífuga , que se dirige a lo largo Radio del círculo giratorio. Si la rotación ocurre en el sentido de las agujas del reloj, entonces un cuerpo que se mueve desde el centro de rotación tenderá a abandonar el radio hacia la izquierda. Si la rotación se produce en sentido antihorario, entonces hacia la derecha.

El gobierno de Zhukovsky

Adiciones:

regla de barrena

Cable recto con corriente. La corriente (I) que fluye a través de un cable crea un campo magnético (B) alrededor del cable.regla de barrena(también regla de la mano derecha) - mnemotécnico regla para determinar la dirección de un vectorvelocidad angular , caracterizando la velocidad de rotación del cuerpo, así como el vector.inducción magnética B o para determinar la direccióncorriente inducida . regla de la mano derecha regla de barrena: “Si la dirección del movimiento traslacional barrena (tornillo) ) coincide con la dirección de la corriente en el conductor, entonces la dirección de rotación del mango de la barrena coincide con la direcciónvector de inducción magnética “.

Determina la dirección de la corriente de inducción en un conductor que se mueve en un campo magnético.

regla de la mano derecha: "Si la palma de la mano derecha se coloca de manera que las líneas del campo magnético entren en ella y el pulgar doblado se dirige a lo largo del movimiento del conductor, entonces 4 dedos extendidos indicarán la dirección de la corriente de inducción".

Para solenoide está formulado de la siguiente manera: "Si agarra el solenoide con la palma de su mano derecha de modo que cuatro dedos dirijan la corriente en las vueltas, entonces el pulgar extendido mostrará la dirección de las líneas del campo magnético dentro del solenoide".

regla de la mano izquierda

Si la carga se mueve y el imán está en reposo, entonces se aplica la regla de la mano izquierda para determinar la fuerza: “Si la mano izquierda se coloca de manera que las líneas de inducción del campo magnético entren en la palma perpendicularmente a ella y los cuatro dedos estén dirigidos a lo largo de la corriente (a lo largo del movimiento de una partícula cargada positivamente o contra un movimiento cargado negativamente), entonces el pulgar colocado a 90° mostrará la dirección de la fuerza actuante de Lorentz o Ampere”.

UN CAMPO MAGNÉTICO

PROPIEDADES DEL CAMPO MAGNÉTICO (ESTACIONARIO)

Permanente (o estacionario) Un campo magnético es un campo magnético que no cambia con el tiempo.

1. Campo magnético es creado partículas y cuerpos cargados en movimiento, conductores portadores de corriente, imanes permanentes.

2. Campo magnético válido sobre partículas y cuerpos cargados en movimiento, sobre conductores con corriente, sobre imanes permanentes, sobre un marco con corriente.

3. Campo magnético vórtice, es decir. no tiene fuente.

FUERZAS MAGNÉTICAS- estas son las fuerzas con las que los conductores portadores de corriente actúan entre sí.

………………

INDUCCIÓN MAGNÉTICA

El vector de inducción magnética siempre se dirige de la misma manera que una aguja magnética que gira libremente se orienta en un campo magnético.

LÍNEAS DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA - Son rectas tangentes a las que en cualquier punto se encuentra el vector de inducción magnética.

Campo magnético uniforme– se trata de un campo magnético en el que, en cualquier punto, el vector de inducción magnética es constante en magnitud y dirección; Se observa entre las placas de un condensador plano, dentro de un solenoide (si su diámetro es mucho menor que su longitud) o dentro de una banda magnética.

PROPIEDADES DE LAS LÍNEAS DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA

– tener una dirección;

– continuo;

– cerrado (es decir, el campo magnético es un vórtice);

– no se cruzan;

– por su densidad se juzga la magnitud de la inducción magnética.

regla de barrena(principalmente para un conductor recto con corriente):

	Si la dirección del movimiento de traslación de la barrena coincide con la dirección de la corriente en el conductor, entonces la dirección de rotación del mango de la barrena coincide con la dirección de las líneas del campo magnético de la corriente.regla de la mano derecha (principalmente para determinar la dirección de las líneas magnéticas dentro del solenoide):Si sujeta el solenoide con la palma de su mano derecha de modo que cuatro dedos dirijan la corriente en las vueltas, entonces el pulgar extendido mostrará la dirección de las líneas del campo magnético dentro del solenoide.
	Hay otras posibles aplicaciones de las reglas de gimlet y de la mano derecha.
	AMP POTENCIA es la fuerza con la que actúa un campo magnético sobre un conductor por el que circula corriente.El módulo de fuerza en amperios es igual al producto de la intensidad de la corriente en el conductor por el valor del vector de inducción magnética, la longitud del conductor y el seno del ángulo entre el vector de inducción magnética y la dirección de la corriente en el conductor. .La fuerza en amperios es máxima si el vector de inducción magnética es perpendicular al conductor.Si el vector de inducción magnética es paralelo al conductor, entonces el campo magnético no tiene ningún efecto sobre el conductor que transporta corriente, es decir La fuerza de Ampere es cero.Dirección de fuerza en amperios determinado por regla de la mano izquierda:

Si la mano izquierda se coloca de modo que la componente del vector de inducción magnética perpendicular al conductor entre en la palma y 4 dedos extendidos se dirigen en la dirección de la corriente, entonces el pulgar doblado 90 grados mostrará la dirección de la fuerza que actúa. sobre el conductor por el que circula corriente.

Así, en el campo magnético de un conductor rectilíneo con corriente (no es uniforme), el marco con corriente se orienta a lo largo del radio de la línea magnética y es atraído o repelido del conductor rectilíneo con corriente, dependiendo de la dirección de las corrientes.

Dirección de la fuerza de Coriolis sobre una Tierra en rotación.Fuerza centrífuga , actuando sobre un cuerpo de masa metro, módulo igual a F pr = megabyte 2 r, donde b = omega – velocidad angular de rotación y r— distancia desde el eje de rotación. El vector de esta fuerza se encuentra en el plano del eje de rotación y se dirige perpendicular a él. Magnitud Fuerzas de Coriolis , actuando sobre una partícula que se mueve con velocidad relativo a un marco de referencia giratorio dado, está dado por, donde alfa es el ángulo entre los vectores de velocidad de las partículas y la velocidad angular del sistema de referencia. El vector de esta fuerza se dirige perpendicular a ambos vectores y a la derecha de la velocidad del cuerpo (determinada porregla de barrena ).

Efectos de la fuerza de Coriolis: experimentos de laboratorio.

Péndulo de Foucault en el Polo Norte. El eje de rotación de la Tierra se encuentra en el plano de oscilación del péndulo.Péndulo de Foucault . En 1851, un físico francés llevó a cabo un experimento que demostró claramente la rotación de la Tierra. León Foucault . Su significado es que el plano de oscilaciónpéndulo matemático es constante con respecto al sistema de referencia inercial, en este caso con respecto a las estrellas fijas. Así, en el sistema de referencia asociado a la Tierra, el plano de oscilación del péndulo debe girar. Desde el punto de vista de un sistema de referencia no inercial asociado a la Tierra, el plano de oscilación del péndulo de Foucault gira bajo la influencia de la fuerza de Coriolis.Este efecto debería expresarse más claramente en los polos, donde el período de rotación completa del plano del péndulo es igual al período de rotación de la Tierra alrededor de su eje (día sidéreo). En general, el período es inversamente proporcional al seno de latitud; en el ecuador, el plano de oscilación del péndulo no cambia.

Actualmente Péndulo de Foucault demostrado con éxito en varios museos de ciencias y planetarios, en particular en el planetarioSan Petersburgo , planetario de Volgogrado.

Hay varios otros experimentos con péndulos que se utilizan para demostrar la rotación de la Tierra. Por ejemplo, en el experimento de Bravais (1851) se utilizópéndulo cónico . La rotación de la Tierra quedó demostrada por el hecho de que los períodos de oscilación en el sentido de las agujas del reloj y en el sentido contrario a las agujas del reloj eran diferentes, ya que la fuerza de Coriolis en estos dos casos tenía un signo diferente. En 1853 Gauss sugirió usar un péndulo no matemático, como Foucault, un físico , lo que permitiría reducir el tamaño de la configuración experimental y aumentar la precisión del experimento. Esta idea fue implementada Kamerlingh Onnes en 1879

Giroscopio– un cuerpo en rotación con un momento de inercia importante conserva el momento angular si no hay perturbaciones fuertes. Foucault, que estaba cansado de explicar lo que le sucede a un péndulo de Foucault que no está en el polo, desarrolló otra demostración: un giroscopio suspendido mantenía su orientación, lo que significa que giraba lentamente con respecto al observador.

Desviación de proyectiles durante el disparo. Otra manifestación observable de la fuerza de Coriolis es la desviación de las trayectorias de los proyectiles (hacia la derecha en el hemisferio norte, hacia la izquierda en el hemisferio sur) disparados en dirección horizontal. Desde el punto de vista del sistema de referencia inercial, para proyectiles disparados a lo largo meridiano , esto se debe a la dependencia de la velocidad lineal de rotación de la Tierra de la latitud geográfica: al moverse del ecuador al polo, el proyectil mantiene la componente horizontal de la velocidad sin cambios, mientras que la velocidad lineal de rotación de los puntos en el La superficie de la Tierra disminuye, lo que provoca un desplazamiento del proyectil desde el meridiano en la dirección de rotación de la Tierra. Si el disparo se disparó paralelo al ecuador, entonces el desplazamiento del proyectil del paralelo se debe al hecho de que la trayectoria del proyectil se encuentra en el mismo plano que el centro de la Tierra, mientras que los puntos en la superficie de la Tierra se mueven en un plano perpendicular al eje de rotación de la Tierra.

Desviación de cuerpos en caída libre respecto de la vertical. Si la velocidad de un cuerpo tiene una componente vertical grande, la fuerza de Coriolis se dirige hacia el este, lo que conduce a una desviación correspondiente en la trayectoria de un cuerpo que cae libremente (sin velocidad inicial) desde una torre alta. Cuando se considera en un sistema de referencia inercial, el efecto se explica por el hecho de que la parte superior de la torre con respecto al centro de la Tierra se mueve más rápido que la base, por lo que la trayectoria del cuerpo resulta ser una parábola estrecha y el cuerpo está ligeramente por delante de la base de la torre.

Este efecto fue predicho Newton en 1679. Debido a la complejidad de realizar experimentos relevantes, el efecto sólo pudo confirmarse a finales del siglo XVIII y la primera mitad del XIX (Guglielmini, 1791; Benzenberg, 1802; Reich, 1831).

astrónomo austriaco Juan Hagen (1902) llevaron a cabo un experimento que fue una modificación de este experimento, donde en lugar de pesos que caían libremente, se utilizó El auto de Atwood. . Esto permitió reducir la aceleración de la caída, lo que condujo a una reducción del tamaño del dispositivo experimental y a un aumento de la precisión de las mediciones.

El efecto Eötvös. En latitudes bajas, la fuerza de Coriolis, cuando se mueve a lo largo de la superficie terrestre, se dirige en dirección vertical y su acción provoca un aumento o disminución de la aceleración de la gravedad, dependiendo de si el cuerpo se mueve hacia el oeste o hacia el este. Este efecto se llama efecto eötvös en honor al físico húngaro Roland Eötvös , quien lo descubrió experimentalmente a principios del siglo XX.

Experimentos que utilizan la ley de conservación del momento angular. Algunos experimentos se basan enley de conservación del momento angular : en un sistema de referencia inercial, la magnitud del momento angular (igual al producto momento de inercia a la velocidad angular de rotación) no cambia bajo la influencia de fuerzas internas. Si en algún momento inicial la instalación está estacionaria con respecto a la Tierra, entonces la velocidad de su rotación con respecto al sistema de referencia inercial es igual a la velocidad angular de rotación de la Tierra. Si cambia el momento de inercia del sistema, entonces la velocidad angular de su rotación debería cambiar, es decir, comenzará la rotación con respecto a la Tierra. En un sistema de referencia no inercial asociado a la Tierra, la rotación se produce como resultado de la fuerza de Coriolis. Esta idea fue propuesta por un científico francés. Luis Poinsot en 1851

El primer experimento de este tipo se llevó a cabo Hagen en 1910: se instalaron dos pesos sobre una barra transversal lisa, inmóviles con respecto a la superficie de la Tierra. Luego se redujo la distancia entre las cargas. Como resultado, la instalación comenzó a girar. Un científico alemán realizó un experimento aún más demostrativo. Hans Bucca (Hans Bucka) en 1949. Se instaló una varilla de aproximadamente 1,5 metros de largo perpendicular a un marco rectangular. Inicialmente, la varilla estaba horizontal y la instalación estaba inmóvil con respecto al suelo. Luego se llevó la varilla a una posición vertical, lo que provocó un cambio en el momento de inercia de aproximadamente 10 4 veces y su rápida rotación con una velocidad angular de 10 4 veces la velocidad de rotación de la Tierra.

Embudo en el baño. Dado que la fuerza de Coriolis es muy débil, tiene un efecto insignificante en la dirección del remolino del agua al drenar un lavabo o bañera, por lo que, en general, la dirección de rotación en el embudo no está relacionada con la rotación de la Tierra. Sin embargo, en experimentos cuidadosamente controlados es posible aislar el efecto de la fuerza de Coriolis de otros factores: en el hemisferio norte, el embudo girará en el sentido contrario a las agujas del reloj, en el hemisferio sur girará en el sentido contrario a las agujas del reloj (ocurre lo contrario).

Efectos de la fuerza de Coriolis: fenómenos en la naturaleza circundante.

Ley de Baer. Como señaló por primera vez el académico de San Petersburgo Karl Baer en 1857, los ríos erosionan la margen derecha en el hemisferio norte (la margen izquierda en el hemisferio sur), que en consecuencia resulta ser más empinada ( ley de la cerveza ). La explicación del efecto es similar a la explicación de la desviación de los proyectiles cuando se disparan en dirección horizontal: bajo la influencia de la fuerza de Coriolis, el agua golpea con más fuerza la orilla derecha, lo que provoca que se vuelva borrosa y, por el contrario, se retira de la margen izquierda.

Ciclón sobre la costa sureste de Islandia (vista desde el espacio).Vientos: alisios, ciclones, anticiclones. Los fenómenos atmosféricos también están asociados a la presencia de la fuerza de Coriolis, dirigida hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur: vientos alisios, ciclones y anticiclones. Fenómeno vientos alisios causado por el calentamiento desigual de las capas inferiores de la atmósfera terrestre en la zona ecuatorial y en las latitudes medias, lo que provoca que el aire fluya a lo largo del meridiano hacia el sur o el norte en los hemisferios norte y sur, respectivamente. La acción de la fuerza de Coriolis conduce a la desviación de los flujos de aire: en el hemisferio norte, hacia el noreste (vientos alisios del noreste), en el hemisferio sur, hacia el sureste (vientos alisios del sureste).

Ciclón llamado vórtice atmosférico con presión de aire reducida en el centro. Las masas de aire que tienden al centro del ciclón, bajo la influencia de la fuerza de Coriolis, giran en sentido antihorario en el hemisferio norte y en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio sur. Asimismo, en anticiclón , donde hay una presión máxima en el centro, la presencia de la fuerza de Coriolis provoca un movimiento de vórtice en el sentido de las agujas del reloj en el hemisferio norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj en el hemisferio sur. En estado estacionario, la dirección del movimiento del viento en un ciclón o anticiclón es tal que la fuerza de Coriolis equilibra el gradiente de presión entre el centro y la periferia del vórtice (viento geostrófico ).

Experimentos ópticos

Varios experimentos que demuestran la rotación de la Tierra se basan en Efecto Sagnac: si un interferómetro de anillo realiza un movimiento de rotación, luego, debido a efectos relativistas, las franjas se desplazan en un ángulo

La regla del gimlet en la vida de los delfines

Sin embargo, es poco probable que los delfines puedan sentir esta fuerza a una escala tan pequeña, escribe MIGNews. Según otra versión de Menger, lo cierto es que los animales nadan en una dirección para permanecer en grupo durante la relativa vulnerabilidad de las horas de medio sueño. “Cuando los delfines están despiertos, utilizan silbidos para permanecer juntos”, explica el científico. “Pero cuando duermen, no quieren hacer ruido porque tienen miedo de llamar la atención”. Pero Menger no sabe por qué la elección de la dirección cambia según el hemisferio: "Eso no lo entiendo", admite el investigador.

opinión del aficionado

Entonces, tenemos el montaje:

1. La fuerza de Coriolis es una de las

5. UN CAMPO MAGNÉTICO- este es un tipo especial de materia a través del cual se produce la interacción entre partículas cargadas eléctricamente en movimiento.

6. INDUCCIÓN MAGNÉTICA- esta es la fuerza característica del campo magnético.

7. DIRECCIÓN DE LÍNEAS DE INDUCCIÓN MAGNÉTICA- determinado por la regla del gimlet o la regla de la mano derecha.

9. Desviación de la vertical de los cuerpos en caída libre.

10. Embudo en el baño.

11. Efecto margen derecha.

12. Delfines.

Se realizó un experimento con agua en el ecuador. Al norte del ecuador, al drenar, el agua giraba en el sentido de las agujas del reloj y al sur del ecuador en el sentido contrario a las agujas del reloj. El hecho de que la margen derecha esté más alta que la izquierda se debe a que el agua arrastra la roca hacia arriba.

¡La fuerza de Coriolis no tiene nada que ver con la rotación de la Tierra!

En la monografía "Fusión nuclear fría" se ofrece una descripción detallada de los tubos de comunicación con los satélites, la Luna y el Sol.

También existen efectos que surgen cuando se reducen los potenciales de las frecuencias individuales en los tubos de comunicación.

Efectos observados desde 2007:

Al drenar, el agua giraba tanto en el sentido de las agujas del reloj como en el sentido contrario a las agujas del reloj; en ocasiones el drenaje se realizaba sin rotación.

Los delfines llegaron a la orilla.

No hubo transformación actual (todo está en la entrada, nada en la salida).

Durante la transformación, la potencia de salida superó significativamente la potencia de entrada.

Quema de subestaciones transformadoras.

Fallas en el sistema de comunicación.

La regla de Gimlet no funcionó para la inducción magnética.

La Corriente del Golfo ha desaparecido.

Planificado:

Detener las corrientes oceánicas.

Detener los ríos que desembocan en el Mar Negro.

Detener los ríos que desembocan en el Mar de Aral.

Parada del Yenisei.

La eliminación de los tubos de comunicación provocará el desplazamiento de los satélites planetarios a órbitas circulares alrededor del Sol, cuyo radio será menor que el radio de la órbita de Mercurio.

Quitar el tubo de comunicación con el Sol significa extinguir la corona.

Quitar el tubo de comunicación con la Luna significa eliminar la reproducción de los “mil millones de oro” y el “millón de oro”, mientras la Luna se “aleja” de la Tierra 1.200.000 km.

aceleración de Coriolis

Cuando el disco gira, los puntos más alejados del centro se mueven con una velocidad tangencial mayor que los menos distantes (un grupo de flechas negras a lo largo del radio). Si queremos mover un cuerpo a lo largo del radio para que permanezca en el radio (flecha azul de la posición “A” a la posición “B”), entonces tendremos que aumentar la velocidad del cuerpo, es decir, darle aceleración. . Si nuestro marco de referencia gira junto con el disco, entonces sentiremos que el cuerpo "no quiere" permanecer en el radio, sino que "se esfuerza" por ir hacia la izquierda: esta es la fuerza de Coriolis.

Movimiento de una bola sobre la superficie de un plato giratorio.

fuerza Coriolis(llamado así por el científico francés Gustave Gaspard Coriolis, quien lo describió por primera vez): una de las fuerzas de inercia que existen en un sistema de referencia no inercial (giratorio) debido a la rotación y las leyes de la inercia, que se manifiesta cuando se mueve en una dirección en un ángulo con el eje de rotación. La aceleración de Coriolis fue obtenida por Coriolis en 1833, Gauss en 1803 y Euler en 1765.

La razón de la aparición de la fuerza de Coriolis es la aceleración de Coriolis (rotativa). Para que un cuerpo se mueva con aceleración de Coriolis es necesario aplicarle una fuerza igual a F = metroa , Dónde a- Aceleración de Coriolis. En consecuencia, el cuerpo actúa según la tercera ley de Newton con una fuerza en dirección opuesta. F k = − metroa. La fuerza que actúa desde el cuerpo se llamará fuerza de Coriolis. La fuerza de Coriolis no debe confundirse con otra fuerza de inercia: la fuerza centrífuga, que se dirige a lo largo del radio de un círculo giratorio.

Contrariamente a la creencia popular, es poco probable que la fuerza de Coriolis determine completamente la dirección en la que el agua gira en una tubería de agua, por ejemplo, al vaciar un fregadero. Aunque en diferentes hemisferios el embudo de agua tiende a girar en diferentes direcciones, al drenar también surgen flujos laterales, dependiendo de la forma del fregadero y de la configuración del sistema de alcantarillado. En magnitud absoluta, las fuerzas creadas por estos flujos exceden la fuerza de Coriolis, por lo tanto, la dirección de rotación del embudo en los hemisferios norte y sur puede ser en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.

ver también

Fundación Wikimedia. 2010.

aceleración de Coriolis de un punto

aceleración de Coriolis- Koriolio pagreitis statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. aceleración compatible; aceleración complementaria; Aceleración de Coriolis vok. Coriolis Beschleunigung, f; Rechtsablenkung, frus. aceleración de Coriolis, n; aceleración de rotación, n;… … Fizikos terminų žodynas

aceleración de Coriolis- Koriolio pagreitis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Pagreitis, kurį įgyja greičiu v judantis materialusis kūnas atskaitos sistemos, kuri sukasi kampiniu greičiu ω, atžvilgiu. atitikmenys: inglés. Aceleración de Coriolis vok... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

aceleración de rotación de un punto- aceleración de Coriolis del punto; industria aceleración de rotación de un punto; aceleración adicional de un punto En el movimiento complejo de un punto, la componente de su aceleración absoluta es igual al doble del producto vectorial de la velocidad angular del movimiento portátil por... ... Diccionario explicativo terminológico politécnico.

aceleración de punto adicional- aceleración de Coriolis del punto; industria aceleración de rotación de un punto; aceleración adicional de un punto En el movimiento complejo de un punto, la componente de su aceleración absoluta es igual al doble del producto vectorial de la velocidad angular del movimiento portátil por... ... Diccionario explicativo terminológico politécnico.

Cuando el disco gira, los puntos más alejados del centro se mueven con una velocidad tangencial mayor que los menos distantes (un grupo de flechas negras a lo largo del radio). Si queremos mover algún cuerpo a lo largo del radio, de modo que permanezca en el radio... ... Wikipedia

fuerza Coriolis

Cuando el disco gira, los puntos más alejados del centro se mueven con una velocidad tangencial mayor que los menos distantes (un grupo de flechas negras a lo largo del radio). Si queremos mover un cuerpo a lo largo del radio para que permanezca en el radio (flecha azul de la posición “A” a la posición “B”), entonces tendremos que aumentar la velocidad del cuerpo, es decir, darle aceleración. . Si nuestro marco de referencia gira junto con el disco, entonces sentiremos que el cuerpo "no quiere" permanecer en el radio, sino que "se esfuerza" por ir hacia la izquierda: esta es la fuerza de Coriolis.

Movimiento de una bola sobre la superficie de un plato giratorio.

fuerza Coriolis(llamado así por el científico francés Gustave Gaspard Coriolis, quien lo describió por primera vez): una de las fuerzas de inercia que existen en un sistema de referencia no inercial (giratorio) debido a la rotación y las leyes de la inercia, que se manifiesta cuando se mueve en una dirección en un ángulo con el eje de rotación. La aceleración de Coriolis fue obtenida por Coriolis en 1833, Gauss en 1803 y Euler en 1765.

La razón de la aparición de la fuerza de Coriolis es la aceleración de Coriolis (rotativa). Para que un cuerpo se mueva con aceleración de Coriolis es necesario aplicarle una fuerza igual a F = metroa , Dónde a- Aceleración de Coriolis. En consecuencia, el cuerpo actúa según la tercera ley de Newton con una fuerza en dirección opuesta. F k = − metroa. La fuerza que actúa desde el cuerpo se llamará fuerza de Coriolis. La fuerza de Coriolis no debe confundirse con otra fuerza de inercia: la fuerza centrífuga, que se dirige a lo largo del radio de un círculo giratorio.

Contrariamente a la creencia popular, es poco probable que la fuerza de Coriolis determine completamente la dirección en la que el agua gira en una tubería de agua, por ejemplo, al vaciar un fregadero. Aunque en diferentes hemisferios el embudo de agua tiende a girar en diferentes direcciones, al drenar también surgen flujos laterales, dependiendo de la forma del fregadero y de la configuración del sistema de alcantarillado. En magnitud absoluta, las fuerzas creadas por estos flujos exceden la fuerza de Coriolis, por lo tanto, la dirección de rotación del embudo en los hemisferios norte y sur puede ser en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario a las agujas del reloj.

ver también

Fundación Wikimedia. 2010.

Pregunta 7.Sistemas de referencia no inerciales. Fuerzas de inercia, el concepto del principio de equivalencia.

Los sistemas de referencia que se mueven con aceleración relativa a un sistema de referencia inercial se denominan no inercial.

fuerza de inercia es una fuerza utilizada para describir el movimiento durante la transición en marcos de referencia no inerciales (es decir, cuando se mueve con aceleración). Esta fuerza es igual en magnitud a la fuerza que causa la aceleración, pero está dirigida en dirección opuesta a la aceleración. Por eso, en un transporte que se acelera, la fuerza de inercia empuja a los pasajeros hacia atrás, y en un transporte que se desacelera, por el contrario, hacia adelante.

Fuerza de inercia - una cantidad vectorial numéricamente igual al producto de la masa m de un punto material por el módulo de su aceleración y dirigida opuesta a la aceleración.

Hay 2 tipos principales de fuerzas de inercia: Fuerza de Coriolis y fuerza de transferencia de inercia. La fuerza de transferencia de inercia consta de 3 términos.

METRO - fuerza de traslación de inercia

metro 2 r - fuerza centrífuga de inercia

METRO[ r] - fuerza de inercia rotacional

En dinámica, el movimiento relativo es el movimiento relativo a un marco de referencia no inercial, para el cual las leyes de la mecánica de Newton no son válidas. Para que las ecuaciones de movimiento relativo de un punto material conserven la misma forma que en el sistema de referencia inercial, es necesaria la fuerza de interacción con otros cuerpos que actúan sobre el punto. F adjuntar la fuerza de transferencia de inercia F carril = – metroa per y fuerza de inercia de Coriolis F kop = – metroa kop, donde metro- masa puntual. Entonces

metroa ot = F + F carril + F kop

mamá otn = F–mamá kop - mamá carril

metroa ot = F+2metro[ V rel ]- mV 0 + metro 2 r - metro[r]

F kop = – metroa longitud = 2m [ V rel ]-Fuerza Coriolis

F carril = – metroa carril = -m
metro 2 r - metro[r] - Fuerza de inercia portátil.

Ejemplos. Un péndulo matemático ubicado sobre un carro que se mueve con aceleración. El péndulo de Lyubimov.

Fuerza centrífuga de inercia.- la fuerza con la que un punto material en movimiento actúa sobre los cuerpos (conexiones) que restringen su libertad de movimiento y lo obligan a moverse de forma curvilínea. (o La fuerza con la que actúa una restricción sobre un punto material que se mueve uniformemente alrededor de un círculo en el marco de referencia asociado con ese punto).

F c.b.=
, R es el radio de curvatura de la trayectoria.

Arroz. Al concepto de fuerza centrífuga de inercia.

La fuerza centrífuga se dirige desde el centro de curvatura de la trayectoria a lo largo de su normal principal (cuando se mueve en círculo a lo largo del radio desde el centro del círculo).

La fuerza centrífuga también es una fuerza de inercia: está dirigida contra la fuerza centrípeta que provoca el movimiento circular.

La fuerza centrífuga y la fuerza centrípeta son iguales en magnitud y tienen direcciones opuestas.

fuerza Coriolis- una de las fuerzas de inercia introducida para tener en cuenta la influencia de la rotación del sistema de referencia en movimiento sobre el movimiento relativo del cuerpo.

Cuando un cuerpo se mueve con respecto a un sistema de referencia giratorio, aparece una fuerza de inercia, llamada fuerza de Coriolis o fuerza de inercia de Coriolis. La manifestación de la fuerza de Coriolis se puede ver en un disco que gira alrededor de un eje vertical (Fig. 1).

En el disco está marcada una recta radial OA y hay una bola que se mueve con velocidad V en la dirección de O a A. Si el disco no gira, la bola rodará a lo largo de la línea recta dibujada. Si el disco se pone en rotación uniforme con velocidad angular , entonces la bola rodará a lo largo de la curva OB y ​​su velocidad V con respecto al disco cambiará su dirección. En consecuencia, con respecto al sistema de referencia giratorio, la pelota se comporta como si sobre ella actuara alguna fuerza (perpendicular a su velocidad), que, sin embargo, no es causada por la interacción de la pelota con ningún cuerpo. Esta es una fuerza de inercia llamada fuerza de Coriolis. La magnitud de esta fuerza es proporcional a la masa del cuerpo m, la velocidad relativa del cuerpo V y la velocidad angular de rotación del sistema w: Fк=2mVw.

La fuerza de Coriolis Fc se encuentra en el plano del disco: es perpendicular a los vectores V y y está dirigida en la dirección determinada por el producto vectorial [V]: .

La fuerza de Coriolis como fuerza de inercia se dirige opuesta a la aceleración de Coriolis a para:

Si los vectores V y son paralelos, entonces la fuerza de Coriolis se vuelve cero.

Manifestación de la fuerza de Coriolis:

Erosión de la margen derecha de los ríos que fluyen hacia el sur en el hemisferio norte;

Movimiento del péndulo de Foucault;

La presencia de presión lateral adicional sobre los rieles y, en consecuencia, su desgaste desigual, que se produce cuando los trenes se mueven.

La fuerza de Coriolis se manifiesta, por ejemplo, en el funcionamiento del péndulo de Foucault. Además, dado que la Tierra gira, la fuerza de Coriolis se manifiesta a escala global. En el hemisferio norte, la fuerza de Coriolis se dirige a la derecha del movimiento, por lo que las orillas derechas de los ríos en el hemisferio norte son más pronunciadas: son arrastradas por el agua bajo la influencia de esta fuerza. En el hemisferio sur ocurre lo contrario. La fuerza de Coriolis también es responsable de la formación de ciclones y anticiclones.

Principio de equivalencia de Einstein.

El campo de fuerza de inercia es equivalente al campo de gravedad uniforme. Esta afirmación representa el principio de equivalencia de Einstein.

El principio de equivalencia se formula de la siguiente manera: la fuerza de gravedad en su acción física no difiere de la fuerza de inercia, que es igual en magnitud.

El principio de Einstein implica la equivalencia de masas inerciales y gravitacionales en una región limitada del espacio. De forma limitada, ya que el campo de fuerzas gravitacionales en el caso general no es uniforme (la fuerza de interacción disminuye a medida que los cuerpos se alejan unos de otros).

En foros pseudocientíficos, estallan con sorprendente frecuencia debates serios sobre qué es la fuerza de Coriolis y cuáles son sus manifestaciones visibles. A pesar de la venerable edad del descubrimiento (el fenómeno se describió en 1833), algunas personas a veces se confunden acerca de las conclusiones. Por ejemplo, dado que la fuerza de Coriolis se asocia con mayor frecuencia con fenómenos en los océanos y la atmósfera, en Internet se puede encontrar una afirmación según la cual la erosión de las orillas de los ríos se produce en el lado derecho y en el sur, la acción erosión del agua. se encuentra predominantemente en la margen izquierda. Algunos sostienen que este fenómeno es creado por la fuerza de Coriolis. Sus oponentes lo explican todo de otra manera: debido a la rotación del planeta, la superficie sólida se mueve un poco más rápido (menos inercial) que la masa de agua y debido a esta diferencia se produce la erosión. Aunque en algunos de los procesos que ocurren en el océano, la fuerza de Coriolis es efectivamente “la culpable”. La dificultad está en determinarlo a partir de un conjunto de otras influencias. La manifestación de Coriolis, al igual que las interacciones, es potencial.

Determinemos qué tipo de poder es este y por qué es de tanto interés. Dado que nuestro planeta puede considerarse un sistema no inercial (se mueve y gira), cualquier proceso considerado relativo a él debe tener en cuenta la inercia. Normalmente, para explicar esto, utilizan un péndulo especial de más de 50 m de largo y que pesa decenas de kilogramos. Además, en relación con un observador estacionario parado en el suelo, el plano en el que oscila el péndulo gira en círculo. Si el valor de la velocidad de rotación del planeta resulta ser mayor que el del péndulo, entonces su plano convencional se desplazará hacia el hemisferio norte, girando en la dirección opuesta al reloj. Lo contrario también es cierto: aumentar el período por encima de la velocidad de rotación de la Tierra provocará un cambio en la dirección de las manecillas del reloj. Esto sucede porque la rotación del planeta crea una aceleración de rotación en el sistema pendular, cuyo vector desplaza el plano de rodadura.

Para explicarlo, puedes usar un ejemplo de la vida. Seguramente todo el mundo, cuando era niño, montaba en un carrusel, que es un gran disco giratorio. Imaginemos dos puntos en dicho disco: uno cerca del eje central (A) y el segundo en el radio más cercano al borde (B). Si una persona ubicada en el punto A decide trasladarse al punto B, entonces, a primera vista, la más óptima sería la línea recta A-B, que en realidad es el radio del disco. Pero con cada paso que da una persona, el punto B se desplaza, mientras el disco continúa girando. Como resultado, si continúa moviéndose a lo largo de la línea del radio previsto, cuando alcance el radio del punto B, ya no estará allí debido al desplazamiento. Si una persona ajusta su trayectoria de acuerdo con la posición real de B, entonces la trayectoria será una línea curva, una onda, cuya parte superior se dirigirá contra la dirección de rotación. Sin embargo, hay una manera de ir de A a B en línea recta: para hacer esto, es necesario aumentar la velocidad del movimiento impartiendo aceleración al cuerpo (persona). A medida que aumenta la distancia A-B, se necesita un impulso de velocidad cada vez mayor para mantenerla. La diferencia entre la fuerza descrita y la fuerza centrífuga es que la dirección de esta última coincide con el radio del círculo giratorio.

Entonces, el movimiento a lo largo de un objeto en rotación se ve afectado por la fuerza de Coriolis. Su fórmula es la siguiente:

F = 2*v*m*cosFi,

donde m es la masa del cuerpo en movimiento; v - velocidad de movimiento; cosFi es un valor que tiene en cuenta el ángulo entre la dirección del movimiento y el eje de rotación.

O, en representación vectorial:

donde a es la aceleración de Coriolis. El signo “-” surge porque la fuerza por parte de un cuerpo en movimiento es opuesta a la dirección.