Imaginați-vă că cineva, fiind la Polul Nord, a aruncat mingea pe cineva care este pe ecuator. În timp ce mingea se zbura, Pământul se întoarse ușor în jurul axei sale, iar omul de capturare reușise să se deplaseze spre est. Dacă aruncătorul, țintuind mingea, nu a luat în considerare această mișcare a Pământului, mingea a căzut la vest (sau la stânga) prinderii. Dintr-o perspectivă umană pe ecuator se dovedește că mingea a zburat la stânga decât este necesar de la început - de îndată ce a fost eliberat din mâinile executantului - și până în prezent, nu a fost încă aterizat.
Conform legilor mecanicii newtoniene, pentru a muta un corp rectiliniu deviat de la traiectoria definită inițial, o forță externă trebuie să acționeze asupra ei. Prin urmare, prinderea la ecuator trebuie să concluzioneze că mingea abandonată sa abătut de la traiectoria dreaptă sub influența unei forțe. Dacă am putea privi mingea din spațiul cosmic, vedem că, de fapt, nici o forță asupra mingii nu a funcționat. Abaterea traiectoriei sa datorat faptului că Pământul a reușit să se întoarcă sub minge în timp ce zbura în linie dreaptă. Astfel, un fel de forță operează într-o astfel de situație sau nu, depinde în întregime de cadrul de referință în care se află observatorul.
Un astfel de fenomen apare în mod inevitabil atunci când există un sistem de coordonate rotativ - de exemplu, Pământul. Pentru a descrie acest fenomen, fizicienii folosesc adesea expresia forței fictive, având în vedere faptul că puterea „reală“ nu este doar un observator în cadrul rotativ se pare că funcționează (un alt exemplu al unei forțe fictive - este forța centrifugă). Și nu există contradicții aici, deoarece ambii observatori sunt unanimi în ceea ce privește traiectoria reală a mingii și ecuațiile care o descriu. Ele se deosebesc numai în termenii pe care îi folosesc pentru a descrie această mișcare.
Forța fictivă care operează în exemplul de mai sus se numește forța Coriolis - în onoarea fizicianului francez Gaspar Coriolis, care a descris mai întâi acest efect. Este interesant faptul că forța Coriolis determină direcția de rotație a vârtejelor de ciclon, pe care le observăm în imaginile obținute de la sateliții meteorologici. Inițial, masele de aer au început să se grăbească linie dreaptă, din zonele de presiune atmosferică ridicată în zona de presiune atmosferică scăzută, cu toate acestea, forța Coriolis le face să se răsucească într-o spirală. (Cu același succes se poate argumenta că fluxurile de aer continuă să se miște într-o linie dreaptă, ci ca Pământul de sub ei noi care sunt pe suprafață se transformă, se pare că acestea sunt în mișcare într-o spirală.) Revenind la exemplul de a arunca mingea de la pol la ecuator. Este ușor de înțeles că în emisferele nordice și sudice forța Coriolis acționează asupra corpului în mișcare în direcții opuse. De aceea, în emisfera nordică, vortexurile ciclonice par a fi răsucite în sens contrar acelor de ceasornic, iar în partea sudică în sensul acelor de ceasornic.
Prin urmare, percepția oamenilor în credința că apa din căzile găuri de canalizare și chiuvetele din cele două emisfere este rotită în direcții opuse - se presupune că acest lucru se datorează efectului Coriolis. (Îmi amintesc când am fost un student, avem întregul grup, inclusiv unul argentiniene, multe ore petrecute în toaleta bărbaților din Departamentul de Fizică de la Universitatea Stanford, urmărind fluxurile de apă în chiuvetă, în speranța de a dovedi sau infirma această ipoteză.) De fapt, în timp ce este adevărat că forța Coriolis acționează opusă în cele două emisfere, direcția de răsucire a apei în pâlnia de evacuare este determinată doar parțial de acest efect. Faptul că apa curge peste conducta de apă lungă, iar apa formată în curenții de curgere care, deși sunt dificil de observat cu ochiul liber, continuă să se strânge jetul de apă și când se revarsă în chiuvetă. În plus, atunci când apa curge în orificiul de scurgere, se pot crea curenți similari. Ele determină direcția mișcării apei în pâlnie, deoarece forțele Coriolis sunt mult mai slabe decât aceste curenți. În viața obișnuită, direcția de răsucire pâlnie de scurgere a apei în emisfera nordică și sudică este mult mai dependentă de configurația sistemului de canalizare decât de acțiunea forțelor naturale.
Cu toate acestea, la urma urmei, exista un grup de experienti care au avut rabdarea sa repete acest experiment in conditii "curate". Au luat-o sferic cochilie perfect simetric eliminarea conductelor de canalizare, permițând apei să treacă prin gaura de scurgere este liber, echipat cu supapă automată gaura de scurgere, care este deschis numai după ce apa sa calmat orice curenți reziduali - și a văzut același efect Coriolis în acțiune! De câteva ori chiar au reușit să vadă modul în care apa de primul impact extern slab învârtit într-o direcție și apoi forța Coriolis prevalat, iar direcția este inversată în spirală!
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: