Сила Коріоліса

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

В інерціальних системах координат (верхня частина малюнку), чорний об'єкт рухається по прямій. Однак, для спостерігача (червона крапка) , що знаходиться в системі координат, що обертається (нижня частина малюнку), рух об'єкту уявляється криволінійним.

Си́ла Коріолі́са (по імені французького вченого Г.Г. Коріоліса) — одна з сил інерції, що існує в системі відліку, що обертається, і виявляється при русі в напрямі під кутом до осі обертання.

Причина появи сили Коріоліса в коріолісовому прискоренні. Для того, щоб тіло рухалося з коріолісовим прискоренням, необхідне прикладення сили до тіла, рівної F = ma, де а — коріолісово прискорення. Відповідно, тіло діє по третьому закону Ньютона з силою протилежної спрямованості. F_K = -ma. Сила, яка діє з боку тіла, і називатиметься силою Коріоліса.

При обертанні диска, дальші від центру крапки рухаються з тим більшою дотичною швидкістю, чим менш далекі. Якщо ми хочемо перемістити деяке тіло уздовж радіусу, так, щоб воно залишалося на радіусі, то нам доведеться збільшити швидкість тіла, тобто, додати йому прискорення. Якщо наша система відліку обертається разом з диском, то ми відчуємо, що тіло «не хоче» залишатися на радіусі, а «норовить» зрушити - це і є сила Коріоліса.

У інерціальних системах відліку діє закон інерції, тобто, кожне тіло прагне рухатися по прямій і з постійною швидкістю. Якщо розглянути рух тіла, рівномірний уздовж деякого радіусу, що обертається, і направлений від центру, то стане ясно, що щоб воно здійснилося, потрібно додавати тілу прискорення, оскільки чим далі від центру, тим повинна бути більше дотична швидкість обертання. Це означає, що з погляду системи відліку, що обертається, якась сила намагатиметься змістити тіло з радіусу.

Якщо обертання відбувається за годинниковою стрілкою, то тіло, що рухається від центру обертання, прагнутиме зійти з радіусу вліво. Якщо обертання відбувається проти годинникової стрілки - то вправо.

Сила Коріоліса виявляється, наприклад, в роботі маятника Фуко. Крім того, оскільки Земля обертається, то сила Коріоліса виявляється і в глобальних масштабах. У північній півкулі сила Коріоліса направлена вправо від руху, тому праві береги річок в північній півкулі крутіші — їх підмиває вода під дією цієї сили. У південній півкулі все відбувається навпаки. Сила Коріоліса відповідальна також і за виникнення циклонів і антициклонів.

Всупереч розхожій думці, маловірогідно, що сила Коріоліса впливає на напрям закручування води у водопроводі, оскільки Земля обертається дуже поволі (один оборот в добу) і ця сила дуже мала.