Определение сила Кориолиса таково: одна из сил инерции, существующая в неинерциальной системе отсчёта из-за вращения и законов инерции, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения.Рассмотрим простой пример возникновения этой силы.
Рассмотрим простой пример силы Кориолиса
Поставим перед собой цель: как выглядит прямолинейное движение с точки зрения вращающегося тела, в нашем случае им будет выступать лаборатория безумного ученого.
План такой лаборатории представлен на рисунке 1.
Итак, исходя из рисунка 1 можно понять следующее: чертой, проходящей через центр, показана прямолинейная траектория какого-то тела, для примера возьмём мячик, который случайно попал в лабораторию ученого во время игры детей в футбол. Мы рассматриваем случай, когда путь тела проходит через центр вращения нашей лаборатории.
Диск, на котором размещена лаборатория, вращается равномерно; на рисунке 1 показаны 5 положений лаборатории по отношению к прямолинейной траектории тела через 1, 2, 3 и т.д. секунды. Как видно, лаборатория вращается против часовой стрелки, если смотреть на нее сверху.
На линии пути нанесены стрелки, соответствующие отрезкам, через 1,2,3 и т.д. За каждую секунду тело проходит одинаковый путь, так как речь идёт о равномерном прямолинейном движении с точки зрения неподвижного наблюдателя.
Допустим, если мы окрасим мячик в черный цвет, то по построению из рисунка 1 можно понять, что , соединив точки начала и конца, получим плавную кривую. Получается, что с точки зрения вращающегося наблюдателя движение выглядит криволинейным.
Мы знаем, что во вращающихся системах появляется центробежная сила. Однако, её действие не может служить причиной искривления пути, поскольку она направлена вдоль радиуса. Следовательно, во вращающихся системах кроме центробежной силы возникает ещё одна сила, называемой силой Кориолиса.
Сила Кориолиса появляется только в случае рассматривания движения тела с точки зрения вращающегося наблюдателя. На тела, которые покоятся во вращающейся системе, действует только центробежная сила. Например, стол вращающейся лаборатории привинчен к полу – на него действует одна центробежная сила. А на мячик, который упал с этого стола и покатился по полу вращающейся лаборатории, кроме центробежной силы действует и сила Кориолиса.
Отличие центробежной силы от силы Кориолиса.
В отличие от центробежной силы, значение которой зависит от расстояния до оси вращения, сила Кориолиса не зависит от положения тела. Она определяется скоростью движения тела и её направлением по отношению к оси вращения. Если тело движется вдоль оси вращения, то сила Кориолиса равна нулю. Чем больше угол между вектором скорости и осью вращения, тем больше сила Кориолиса; максимальное значение сила примет при движении тела под прямым углом к оси.
Как рассчитать силу Кориолиса?
Сила Кориолиса определяется следующей формулой:
Fк = 4*PI*n*v*m,
где PI ~3.14, n – число оборотов, v – скорость, перпендикулярная к оси вращения, m – масса тела.
Как видно из формулы сила Кориолиса тем больше, чем быстрее вращается система и быстрее движется тело.
Заключение
На этом всё. В следующий статье мы разберёмся как и где учитывается сила Кориолиса.
Прошу оставить отзыв на данную статью. Всем спасибо!
Источники
1)Ландау Л.Д, Китайгородский А.И .Физика для всех. Книга 1. Физические тела: https://www.rulit.me/series/fizika-dlya-vseh/fizika-dlya-vseh-kniga-1-fizicheskie-tela-download-504773.html
2)Статья на WIKIPEDIA: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сила_Кориолиса