Физика механика лекции и вопросы / OF1_7_Neinertsialnye_sistemy_otschyota_Dvizheni

Foucault’s pendulum’s rate of turn Ωf

(Скорость поворота маятника Фукó Ωf)

Ωf = −ωesinλ

Закон Бэра

В 1857 г. российским естествоиспытателем Карлом Максимовичем (Карлом Эрнстом) Бэром (1792–1876) был сформулирован закон Бэра:

Реки, текущие в направлении меридиана, в Северном полушарии подмывают правый берег, в Южном – левый. Объясняется влиянием суточного вращения Земли на движение частиц воды в реке.

Реки, текущие в северном полушарии на юг (Днепр, Дон, Волга и др.), размывают свои западные берега. В результате, западный берег оказывается крутым, а восточный – пологим.

Следует отметить, что условия течения воды в реках очень сложны, поэтому факт преимущественного подмывания правого берега не следует целиком приписывать только действию силы Кориолиса.

Форсирование Днепра

(The crossing of the Dnieper)

Сила Кориолиса

(Coriolis force)

При движении тел вдоль экватора сила Кориолиса направлена вертикально по радиусу от центра Земли, если тело движется с запада на восток, и к центру Земли, если тело движется с востока на запад. При вертикальном движении тела в земном поле тяжести также действует сила Кориолиса, что надо учитывать при запуске ракет, снарядов и т.д.

При свободном падении тел на них действует кориолисова сила, обусловливающая отклонение к востоку от линии отвеса. Эта сила максимальна на экваторе и обращается в ноль на полюсах. Это отклонение, однако, очень незначительно. Так, отклонение при падении с высоты 100 м на широте 60º составляет всего около 1 см.

Для тел, движущихся вблизи земной поверхности, этот эффект, возникающий вследствие суточного вращения Земли, сводится к тому, что вертикально падающие тела будут отклоняться к востоку, а тела, движущиеся вдоль земной поверхности, будут отклоняться в северном полушарии вправо, а в южном – влево от направления их движения.

Действие кориолисовой силы при вертикальном движении тела

« Сдвиг» Кориолиса

Пассаты

(Trade winds)

Большую роль сила Кориолиса играет в метеорологических явлениях.

Например, пассаты – ветры, дующие от тропиков к экватору, – без вращения Земли должны были бы быть направлены в северном полушарии точно с севера на юг (в южном – с юга на север). В действительности же под влиянием кориолисовой силы они отклоняются к западу.

Пассаты и пассатные течения

Циклоны и антициклоны

(Cyclones and anticyclones)

Рассмотрим область пониженного давления (циклон) на каком-то участке Земли. В результате перепада давления молекулы воздуха устремляются в центр низкого давления. На них начинает действовать сила Кориолиса, направленная перпендикулярно радиусу. Вследствие наличия силы Кориолиса в Северном полушарии в циклоне возникает ветер против часовой стрелки, а частицы атмосферы движутся по спирали, в Южном полушарии – наоборот.

Антициклон – область повышенного давления. В результате перепада давления молекулы воздуха устремляются от центра высокого давления. На них начинает действовать сила Кориолиса, направленная перпендикулярно радиусу. Вследствие наличия силы Кориолиса в Северном полушарии в области антициклона возникает ветер по часовой стрелке, а частицы атмосферы движутся по спирали; в Южном полушарии

– наоборот.

Действие кориолисовой силы инерции на земную атмосферу: Н – область пониженного давления (циклон); В – область повышенного давления (антициклон); ω – угловая скорость вращения земли; FК

– сила Кориолиса; dp/dr – перепад давления