Cила Кориолиса

Центробежная сила инерции

Рассмотрим поведение тел в неинерциальной системе отсчета, вращающейся относительно инерциальной системы отсчета с постоянной угловой скоростью .

Повторяя рассуждения, получим: ,

где вектор перпендикулярен оси вращения. Эту силу принято называть центробежной силой инерции. Она возникает во вращающихся системах отсчета и не зависит от того, движется тело относительно этой системы или нет.

Если тело неподвижно относительно вращающейся системы отсчета, то возникает только одна дополнительная фиктивная сила – центробежная сила инерции. При движении тела кроме центробежной силы инерции возникает еще одна сила инерции, называемая кориолисовой силой.

Пусть - скорость частицы относительно вращающейся системы координат. Вычислим ускорение частицы относительно неподвижной системы координат как центростремительное ускорение:

Слагаемое равно ускорению частицы относительно диска, - центробежная сила инерции, а последнее слагаемое и есть сила Кориолиса.

Более точное выражение для силы Кориолиса, с учетом ее направления имеет вид: . Сила Кориолиса обладает следующими свойствами:

1. Сила Кориолиса всегда лежит в плоскости, перпендикулярной оси вращения.

2. Сила Кориолиса перпендикулярна к скорости и, следовательно, работу над частицей не совершает.
Силы, обладающие всеми этими свойствами называют гироскопическими.

Задача №19 (№ 1.103 из сборника задач [5]). Винтовку навели на вертикальную черту мишени, находящейся точно в северном направлении, и выстрелили. Пренебрегая сопротивлением воздуха, найти, на сколько сантиметров и в какую сторону пуля, попав в мишень, отклонится от черты. Выстрел произведен в горизонтальном направлении на широте , скорость пули и расстояние до мишени .

Вопросы для контроля:

Ø Укажите три типа сил инерции и запишите соответствующие выражения для сил

Ø В какую сторону действует сила Кориолиса на частицы воды в реке, текущей на юг в северном полушарии

Ø Может ли сила Кориолиса увеличивать скорость частиц?

Дата добавления: 2014-12-26