Сила Кориолиса. Эксперименты с водой на экваторе

В интернете опубликовано интересное видео — о том, как вода ведёт себя на экваторе, и как она ведёт себя, если чуть отойти в сторону — северного или южного полюса. При сливе воды на экваторе она утекает без завихрений, а если отойти в сторону того или другого полюсов — возникают завихрения, причём в разные стороны.

Смотрим видео:

Комментирует к.х.н. О.В. Мосин

Сила Кориолиса, названная по имени французского ученого Гюстава Кориолиса, открывшего ее в 1833 г — одна из инерциальных сил, действующих в неинерциальной системе отсчета из-за вращения тела, проявляющаяся при движении в направлении под углом к оси вращения. Причина появления силы Кориолиса заключается в поворотном ускорении. В инерциальных системах отсчета в соответствии с законом инерции каждое тело движется по прямой и с постоянной скоростью. При равномерном движении тела вдоль некоторого вращающегося радиуса необходимо ускорение, так как чем дальше тело от центра, тем должна быть больше касательная скорость вращения. Поэтому при рассмотрении вращающейся системы отсчёта, сила Кориолиса будет пытаться сместить тело с заданного радиуса. При этом, если вращение происходит по часовой стрелке, то двигающееся от центра вращения тело будет стремиться сойти с радиуса влево. Если вращение происходит против часовой стрелки — то вправо.

Результат действия силы Кориолиса будет максимальным при продольном перемещении объекта по отношению к вращению. На Земле это будет при движении по меридиану, при этом тело отклоняется вправо при движении с севера на юг и влево при движении с юга на север. Для этого явления имеется причина: вращение Земли на восток.

Экспериментально сила Кориолиса, вызванная вращением Земли относительно своей оси, может быть замечена при наблюдении за движением маятника Фуко. Кроме того, сила Кориолиса проявляется в глобальных природных процессах. Наша планета вращается вокруг своей оси, и все тела, которые перемещаются по её поверхности, испытывают влияние этого вращения. На человека, идущего со скоростью приблизительно 5 км/ч, сила Кориолиса действует настолько незначительно, что он её не замечает. Зато на большие массы воды в реках или воздушные потоки она оказывает существенное влияние. В результате в северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в Северном полушарии более крутые, т.к. их подмывает вода под действием силы Кориолиса. В Южном полушарии всё происходит наоборот и подмываются левые берега. Данный факт объясняется совместным действием силы Кориолиса и силы трения, создающими вращательное движение масс воды вокруг оси русла, которое вызывает перенос вещества между берегами. Сила Кориолиса ответственна также и за вращение циклонов и антициклонов – вихревых движений воздуха с низким и высоким давлениями в центре, движущимися по часовой стрелке в Северном и против часовой стрелки в Южном полушариях. Это происходит из-за того, что обусловленная вращением Земли сила Кориолиса в Северном полушарии приводит к повороту движущегося потока вправо, а в Южном — влево. Для циклонов характерно обратное направление ветров.

Еще одно проявление силы Кориолиса заключается в изнашивании рельс в Северном и Южном полушариях. Если бы 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.

Силу Кориолиса также необходимо учитывать при рассмотрении планетарных движений воды в океане. Она является причиной возникновения гироскопических волн, в которых молекулы воды движутся по окружности.

И наконец, при идеальных условиях сила Кориолиса определяет направление закручивания воды при сливе в раковине. Хотя на самом деле сила Кориолиса действует противоположно в двух полушариях, направление закручивания воды в сливной воронке лишь частично определяется этим эффектом. Дело в том, что вода долгое время течет по водопроводным трубам, при этом в потоке воды образуются невидимые течения, которые продолжают закручивать струю воды, когда она льется в раковину. Когда вода уходит в сливное отверстие также могут создаваться подобные течения. Именно они определяют направление движения воды в воронке, поскольку силы Кориолиса оказываются гораздо слабее этих течений. Таким образом, в обычной жизни направление закручивания воды в сливной воронке в северном и южном полушариях больше зависит от конфигурации канализационной системы, чем от действия природных сил. Поэтому, чтобы точно воспроизвести этот результат, необходимо создать идеальные условия. Экспериментаторы взяли идеально симметричную раковину сферической формы, устранили канализационные трубы, позволив воде свободно проходить сквозь сливное отверстие, оборудовали сливное отверстие автоматической заслонкой, которая открывалась лишь после того, как в воде успокаивались любые остаточные волнения, — и смогли зафиксировать эффект Кориолиса на практике.

К.х.н. О.В.Мосин

Источник

=============================================

Комментарий от Админ

Все видели??? Во лапшу вешает!!! Учитесь врать!

1. Понятно, что 2 метра и даже 20 или 200 севернее или южнее экватора точно не могут сыграть роль, в какую сторону будет закручиваться вода при сливе.

2. Парень льёт воду сначала на левый (относительно себя) край, так что вода уже с самого начала закручивается ПО часовой стрелке, затем после того как перейдёт — льёт воду на правый край, так что вода закручивается ПРОТИВ часовой стрелки.

3. Маятник Фуко и вращение Земли:

4. В северном полушарии русла рек смещаются в сторону правого берега независимо от того, течет река на север или на юг, поэтому правый берег круче левого.

Почему у рек в северном полушарии правый берег круче левого? См. схему образования силы Кориолиса:

Подобные рассуждения справедливы и для рек, текущих с севера на юг.

Это относится и к рекам в южном полушарии, но там левый берег круче правого.

5. Почему вода закручивается в разные стороны южнее и севернее экватора? Представим себе, что ёмкость с водой установлена на северном или южном полюсе, и будет вытекать достаточно долго. Вращения Земли мы не замечаем, мы будем считать, что это вода закручивается при вытекании. Эффект будет заметен и в средних широтах, хотя и меньше будет выражен.