Siła Coriolisa - Polski Serwis Naukowy

1. Dla nieruchomego obserwatora kulka porusza się po prostej – nie działa żadna siła (rys. górny)
2. Dla obserwatora na tarczy kulka zakręca pod wpływem siły Coriolisa (rys. dolny)

Efekt Coriolisa – efekt występujący w obracających się układach odniesienia. Dla obserwatora pozostającego w obracającym się układzie odniesienia, objawia się zakrzywieniem toru ciał poruszających się w takim układzie. Zakrzywienie to zdaje się być wywołane jakąś siłą, tak zwaną siłą Coriolisa. Siła Coriolisa jest siłą pozorną, występującą jedynie w nieinercjalnych układach obracających się. Dla zewnętrznego obserwatora siła ta nie istnieje. Dla niego to układ zmienia położenie a poruszające się ciało zachowuje swój stan ruchu zgodnie z I zasadą dynamiki.

Matematyka (. Ponieważ ścisłe założenia mogą dotyczyć najróżniejszych dziedzin myśli ludzkiej, a muszą być czynione w naukach ścisłych, technice a nawet w naukach humanistycznych, zakres matematyki jest szeroki i stale się powiększa.
Wieża – w architekturze konstrukcja o wymiarach poprzecznych znacznie mniejszych od wysokości, pracująca jako wspornik utwierdzony w fundamencie, obciążony działaniem wiatru w kierunku poziomym oraz obciążeniem grawitacyjnym[1]. Wieże miały różne funkcje, szczególnie popularne były w architekturze średniowiecznej, przede wszystkim jako wieże obronne i kościelne – zarówno wolno stojące (kampanile, dzwonnice), jak i stanowiące część budynku kościoła. W średniowiecznym zamku występowała tzw. wieża ostatniej obrony (donżon).

Siła ta wyrażona jest wzorem: $\vec{F}_C=-2m(\vec{\omega} \times \vec{v})$

Z siłą tą wiąże się przyspieszenie Coriolisa: $\vec{a}_C=-2(\vec{\omega} \times \vec{v})$

Oznaczenia: m – masa ciała, v – jego prędkość, ω – prędkość kątowa układu, natomiast $\times$ – iloczyn wektorowy.

Skutki

Siła Coriolisa powoduje odchylenie od linii prostej toru ruchu ciała poruszającego się w układzie obracającym się (np. Ziemi lub płaskiej tarczy). Ponieważ Ziemia obraca się z zachodu na wschód, zatem siła Coriolisa powoduje odchylenie w kierunku zachodnim toru ciała poruszającego się po powierzchni Ziemi ku równikowi, a w kierunku wschodnim, gdy ciało porusza się w stronę któregoś z biegunów, czyli ku osi obrotu. Efekt taki występuje na obu półkulach.

Wiatr – poziomy lub prawie poziomy ruch powietrza względem powierzchni ziemi. Wiatry są wywołane przez różnicę temperatur oraz różnice w ukształtowaniu powierzchni. Termin wiatr jest używany w meteorologii prawie wyłącznie na określenie horyzontalnej składowej wiatru. Istnieje jednak składowa pionowa wiatru i wtedy jest tak nazywana. Wiatr może wiać z obszarów wyższego ciśnienia do obszarów niższego ciśnienia, ale w średnich szerokościach geograficznych, ze względu na siłę Coriolisa, wiatr wieje zazwyczaj równolegle do linii takiego samego ciśnienia (wiatr geostroficzny). Wiatr jest jednym ze składników pogody, w tym celu podaje się prędkość wiatru (w m/s lub km/h) i kierunek, z którego wieje. Należy zachować uwagę przy używaniu terminologii kierunku wiatru: meteorolodzy pod nazwą wiatry zachodnie rozumieją wiatr wiejący z zachodu, podczas gdy "zachodni prąd oceaniczny" to prąd płynący na zachód (czyli różnica o 180 stopni w definicji kierunku).
Biegun geograficzny – jeden z dwóch punktów na powierzchni obracającego się ciała niebieskiego, przez które przechodzi oś obrotu danego ciała. Punkty te są jednocześnie najbardziej oddalone od równika, zbiegają się w nich wszystkie południki, a równoleżniki mają wartość 90°.

Siła Coriolisa powoduje również odchylenie swobodnie spadających ciał w kierunku wschodnim. Dzieje się tak, gdyż ciało przybliżając się do osi obrotu zachowuje większą prędkość liniową, którą miało na większej wysokości. Jeśli np. na równiku postawimy wysoką wieżę i puścimy z jej szczytu swobodnie kamień to przyciągany siłą grawitacji będzie się on zbliżał do powierzchni Ziemi, która porusza się wokół osi z mniejszą prędkością liniową niż wierzchołek wieży. Dlatego spadający kamień "wyprzedza" powierzchnię Ziemi. Ciała swobodnie spadając odchylają się na wschód wszędzie poza biegunami Ziemi. Siła Coriolisa nie oddziałuje na ciała pozostające w spoczynku, jak również na ciała poruszające się równolegle do osi obrotu Ziemi (wówczas iloczyn wektorowy prędkości ciała i prędkości kątowej Ziemi równy jest 0).

Układ odniesienia (fizyka) – punkt lub układ punktów w przestrzeni, względem którego określa się położenie lub zmianę położenia (ruch) danego ciała. Wybrany punkt często wskazuje się poprzez wskazanie ciała, z którym związany jest układ współrzędnych.
Tor ruchu (trajektoria) w kinematyce - krzywa zakreślana w przestrzeni przez poruszające się ciało. Jeżeli wypadkowa siła działająca na ciało wynosi 0, wówczas z I zasady dynamiki Newtona wynika, że ciało porusza się po torze prostoliniowym. Jeżeli na poruszające się ciało działa niezrównoważona siła, której kierunek nie jest styczny do toru ruchu, wówczas tor ruchu jest krzywoliniowy.

czytaj dalej: [2], [3]

w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)