Проявление силы Кориолиса

С этой силой мы тоже сталкиваемся практически постоянно, поскольку Земля является вращающейся системой отсчета, и стоит нам начать перемещаться по ее поверхности, как появляется F_K. Но так как скорость нашего перемещения и угловая скорость вращения Земли сравнительно невелики, физически мы ее не ощущаем. Реально она себя проявляет в транспорте во время поворота, если Вы попытаетесь идти по салону в момент поворота.

Сила Кориолиса также обусловливает очень интересные физические эффекты.

■ При свободном падении тел F_K заставляет тело отклоняться к востоку от линии отвеса. Эта сила максимальна на экваторе и обращается в нуль на полюсах.

■ Летящий снаряд также испытывает отклонения, обусловленные кориолисовыми силами инерции. При выстреле из орудия, направленного на север, снаряд будет отклоняться к востоку в северном полушарии и к западу – в южном. При стрельбе вдоль меридиана на юг направления отклонения будут противоположными. При стрельбе вдоль экватора силы Кориолиса будут прижимать снаряд к Земле, если выстрел произведен в направлении на запад, и поднимать его кверху; если выстрел произведен в восточном направлении.

■ Этот эффект приводит к тому, что у рек вымывается всегда правый берег в северном полушарии и левый берег – в южном. Эти же причины объясняют неодинаковый износ рельсов при двухколейном движении.

■ Действием силы Кориолиса объясняется и траектория полета так называемых крученых мячей в футболе. Знаменитый свободный удар, совершенный в 1997 году бразильцем Роберто Карлосом, вошел в историю футбола как случай "невероятного везения". Однако физики объяснили, что причина успешного гола - не удача, а точный расчет. Группа французских ученых исследовала траекторию летящего мяча и составила уравнение, которое ее описывает.

По мнению ученых, этот гол можно повторить при условии удара определенной силы и с необходимым вращением, и достаточного расстояния от футболиста до ворот.

Роберто Карлос забил свой невероятный гол во время международного дружеского турнира во Франции перед Кубком Мира в 1998 году. Многие эксперты считали, что этот гол опровергает законы физики. Однако ученым удалось составить уравнение, которое точно описывает траекторию этого удара.

Исследователь Кристоф Клане из Политехнической школы в Париже сообщил: "Мы показали, что движущаяся сфера при вращении описывает спиральную траекторию".

При этом кривизна увеличивается по мере движения мяча. Поскольку Роберто Карлос находился в 35 метрах от цели, видимой была большая часть траектории мяча. Таким образом, "невозможная" с точки зрения физики траектория на самом деле следует точным законам увеличивающейся кривизны. Обычно в таких случаях мячу мешают сопротивление воздуха и силы гравитации. Однако в случае с Карлосом, удар был такой силы, что действие этих сил было незначительно, и мяч следовал в точности по идеальной спирали.

[1] Векторным произведением двух векторов является вектор, перпендикулярный плоскости, содержащей эти вектора, и равный произведению их модулей на синус угла между ними: , где α - угол между векторами и .

Дата добавления: 2015-07-02