Меню

Сила кориолиса реки в северном полушарии

Сила кориолиса реки в северном полушарии

При движении тела относительно вращающейся системы отсчета кроме центростремительной и центробежной сил появляется еще одна. Ее называют силой Кориолиса или кориолисовой силой инерции. Поясним, как можно ее обнаружить. Возьмем горизонтально расположенный диск, который может вращаться вокруг вертикальной оси. Прочертим на диске радиальную прямую ОА

Запустим в направлении от О к А шарик со скоростью V. Если диск не вращается, шарик покатится вдоль радиуса О А. Затем приведем диск во вращение в направлении против часовой стрелки. В этом случае шарик будет катиться по кривой ОВ, причем его скорость относительно диска быстро изменяет свое направление. Следовательно, по отношению к вращающейся системе отсчета шарик ведет себя так, как если бы на него действовала сила FK, перпендикулярная направлению движения шарика. Это и будет сила Кориолиса.

Вода в реках течет по поверхности планеты, которая вращается. А потому на нее, как и на шарик на вращающемся диске, будет действовать сила Кориолиса, снося воду сильнее к одному из берегов. Это усиливает их эрозию, что приводит к смещению русла реки. Величина силы Кориолиса зависит от скорости течения и географической широты места наблюдения. Она максимальна на экваторе и обращается в нуль на полюсах. Особенно активно сила Кориолиса действует на тело, движущееся вдоль меридиана (то есть точно на север или юг).

Направление силы Кориолиса можно определить, пользуясь правилом левой руки. Располагаем левую руку так, чтобы ладонь тыльной стороной была перпендикулярна оси вращения Земли (смотрела примерно на Полярную звезду), а четыре пальца были ориентированы по направлению скорости движущегося потока. Отставленный под углом 90° большой палец покажет направление силы Кориолиса. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения. Поэтому правые берега рек в Северном полушарии более крутые — их подмывает вода под действием этой силы.

Источник

Вращение воды и Сила Кориолиса

Сегодня поговорим, откуда возникает вращение воды, а также о силе Кориолиса. В общем, название нашей темы такое: вращение воды и сила Кориолиса. Да да, я понимаю, что тема звучит немного непонятно, но поверьте, она очень интересная. Каждый из нас замечал, что при сливе какой-либо жидкости в сливное отверстие возникает вращение.

Это очень необычное явление, не правда ли? Вообще над этим вопросом очень много споров. Кто-то считает, что на жидкость (на воду) действует сила Кориолиса (французский физик), другие говорят, что этой силой является магнитное поле Земли (южный и северный полюс); температура, которая влияет на вращение; своеобразная форма ванны; разнообразные царапины или шероховатости. И таких предположений очень много.

Кстати, можно провести эксперимент в домашних условиях. Для этого вам сгодится обычная раковина (ванна) или даже унитаз и, конечно же, вода. Сначала необходимо закрыть плотно сливное отверстие (унитаз — исключение), например, пробкой. Затем налить воду примерно на середину объёма раковины (ванны). Подождать минут 5-10, что бы вода полностью успокоилась и заодно уменьшить воздействие колебаний, вихрей, возникших при наливании воды. И при удалении пробки, вода постепенно начнёт закручиваться в определённую сторону.

Читайте также:  Бассейну какого океана относится реки пермского края

В Северном полушарии Земли — вода крутится против часовой стрелки, а в Южном полушарии — течет по часовой. Но если Вы закрутите воронку в противоположную сторону, то в большинстве случаев она продолжит вращаться в этом направлении. Это происходит, потому что объём раковины слишком мал и поэтому сила Кориолиса в этом случае очень незначительна. Также стоит сказать, что в домашних условиях немаловажную роль играет форма раковины и конструкция сливного отверстия.

Влияние силы Кориолиса

Для того чтобы увидеть влияние силы Кориолиса, нужно строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, а над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной. И только при соблюдении всех мер вышеперечисленных можно будет наблюдать истинное вращение воды (как льется вода по часовой стрелке или нет) которое в свою очередь будет зависеть от Кориолисовой силы. Согласитесь, что всё это будет сложновато устроить.

Но увидеть действие этой силы можно и в природных явлениях. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в этом полушарии более крутые — их подмывает вода под действием силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот.

Если рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый. Таких примеров можно привести множество.

Источник

Вся правда о силе кориолиса, а так же о людях, ее демонстрирующих

В этом посте будет аж две теории заговора. Все как вы любите!
В общем, сижу себе, готовлю пост про влияние силы кориолиса на погоду, и тут мне на глаза попадается вот это видео, «демонстрирующее» силу кориолиса на экваторе и в обоих полушариях:

Кому лень смотреть: на линии экватора вода стекает в воронку ровненько, но стоит отступить на метр в северное/южное полушарие и — о чудо! — она начинает закручиваться в разные стороны! Вот что сила кориолиса животворящая делает.

Напомню, что сила кориолиса — это фиктивная сила, «возникающая» во вращающейся системе отсчета, коей является наша планета, которая отклоняет любой движущийся объект вправо в северном полушарии и влево в южном. О причине ее появления поговорим чуть позже (там не все так однозначно!), а пока давайте пару слов о самом видео. Есть вот такая байка:

Байка эта уже была опровергнута столько раз, что даже в википедии отмечено, что это не так. Однако некоторые предприимчивые жители экваториальных стран не могут просто взять и пройти мимо доверчивого туриста! Причем это видео далеко не единственное, поищите «coriolis effect equator» на ютубе. Заговор наших экваториальных, ээ, партнеров!

Читайте также:  Реки касимовского района рязанской области

В принципе, по видео довольно понятно, почему вода закручивается (кто не понял, гляньте комментарии/википедию). Я не удержалась и после просмотра видео пошла в ванную проблеваться проверить свою гипотезу. Мне удалось заставить воду вращаться в обе стороны — и по часовой стрелке, и против. Стоит ли говорить, что в обоих случаях моя ванна оставалась на своем исконном месте на 42-х градусах северной широты.

Итак, почему она возникает. Обычно для объяснения силы кориолиса приводят эту гифку:

В этой гифке нет ничего плохого, до тех пор, пока ей не начинают объяснять силу кориолиса на нашей планете. Вот возникновение силы кориолиса на карусельке она демонстрирует замечательно. Допустим, мы крутимся вместе с каруселькой и нарисованной на ней линией. Чтобы шар оставался неподвижен с нашей точки зрения, — скажем, в точке А, — шар должен иметь ту же мгновенную скорость, что и точка А. Если его тангенциальная (т.е. перпендикулярная нарисованной линии) скорость будет меньше, то он будет запаздывать по сравнению с «неподвижной» прямой. Если выше — то обгонять. Для нас это будет выглядеть, как будто шар уезжает в сторону.

На гифке выше шар вообще не обладает тангенциальной скоростью, т.е. она равна нулю. Поэтому он сразу начинает отставать от «неподвижной» линии. Чем ближе он к краю диска, тем большую скорость ему нужно иметь, чтобы оставаться на линии, ну или хотя бы не увеличивать отрыв (в точке B — в 2 раза выше, чем в A). Однако его тангенциальная скорость по прежнему ноль. Поэтому он отстает все быстрее и быстрее, что нами воспринимается как «сначала уехал слегка в сторону, а потом вообще круто свалил».

Пока все отлично. Если мысленно кидать шарики в разных направлениях, то станет ясно, что шарик всегда отклоняется вправо от начального направления, будь то от центра, к центру, вбок итд.

Проблемы начинаются, когда после этой гифки снисходительно добавляют «ну вот и на Земле так же». Так же как что? Куда присобачить эту карусель на нашей планете? Пикабушник, вот скажи, где ты на Земле двигаешься по вращающемуся диску, вызванному движением Земли? Дай угадаю: у тебя есть огромный бур, оборудованный жильем, канализацией и термозащитой, и ты по выходным гоняешь по вот этому разрезу от поверхности и до ядра. А потом обратно.

Поздравляю! Т.к. данный разрез вращается вместе с землей, на тебя действуют ровно те же эффекты, что и шар на карусели. То есть когда ты из ядра возвращаешься домой на поверхность, тебя сносит вправо. Приходится поправки вводить в твой бурокомпьютер, да?

Отлично, но к простым смертным, живущим на поверхности сферы, это отношения не имеет.

Иногда идут дальше и начинают в прямом смысле натягивать сову на глобус, а точнее, диск на глобус. Типа, давайте сделаем карусель из диска резины, а потом раз! и натянем на верхнее полушарие. Раз на плоском диске это так-то и так-то, значит и на поверхности полушария это так же и вот так же. Ага, щас.

Читайте также:  Подробная карта тувы реки

Надо признать, большинство объяснений все же не хитрят, а берут настоящий шар и рисуют что-то вот такое:

Мол, скорость на поверхности земли падает с широтой. То есть, если выстрелить с экватора на север, у пули будет б ольшая тангенциальная скорость, чем у проплывающей под ней земной поверхности. То есть пуля будет обгонять свою долготу, т.е. отклоняться вправо. А если выстрелить с северного полюса на экватор? Пуля летит без тангенциальной скорости. А планета под ней крутится быстрее и быстрее, т.е. пуля отклоняется вправо (по полету) от своей долготы.

Что неверно в этом объяснении? Да нет, все прекрасно. А теперь давайте попробуем объяснить, почему пуля, летящая с запада на восток, отклоняется вправо, т.е. на юг. Вот мы выстрелили, и?

Упс, что-то не выходит. А, ну да, наверно сила кориолиса действует только при движении в направлении север — юг! Давайте проверим. упс! говорят, всегда отклоняет вправо.

Источник



«Сила Кориолиса».

Почему у рек разные берега?

Это одна из сил инерции, открытая, описанная и изученная французом Гюставом Гаспаром Кориолисом ещё в начале 19 века. Физический термин «сила Кориолиса» применим и в ситуации с особенностями течения многих рек на нашей планете. Поскольку относительно планеты Земля эта сила проявляется в результате её вращения вокруг собственной оси. Когда мы наблюдаем Землю с северного полюса, то планета вращается слева направо, то есть против движения стрелки часов. В данном случае сила Кориолиса появляется, усиливая инерцию вправо, по ходу тела. Поэтому в нашем полушарии, на севере от экватора, у всех речек, за исключением совсем маленьких, обычно вздымающиеся, холмистые и обрывистые берега. Ведь влияние потока на правый берег умножается описанной нами силой. И соответственно, левый берег в большинстве случаев более равнинный, спокойный. В южном полушарии Земли наблюдается обратно противоположное явление.

Исключение составляют те случаи, когда река вынуждена пробивать себе дорогу в твёрдых скальных породах. Могут быть обусловлены природным ландшафтом, разностью грунтов, и исключительной стремительностью течения рек в горных массивах или на абсолютно пологих равнинах. Часто у очень широких рек в равнинной местности и на мягких грунтах берега почти одинаковые.

Вследствие этой закономерности Русские армии с древнейших времён несли более обширные потери во многих войнах с иноземными захватчиками, чем могло бы быть. Дело в том, что при наступлении врага с западного, европейского направления, наши предки были вынуждены их встречать на пологом берегу, то есть, враг зачастую имел стратегическое преимущество в высоте. И соответственно, при ответных контратаках, наши войска форсировали укреплённый и неприступный берег.

Мало кто из нас задумывается о таких моментах истории и географии. А ведь на самом деле подобных закономерностей в жизни не мало. Поэтому, прежде чем ругать наших полководцев за лишние человеческие потери в боях, нужно видеть несколько дальше собственного носа.

Источник

Adblock
detector