Что такое сила кориолиса в географии 7 класс кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

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.

Сила Кориолиса простыми словами: примеры силы Кориолиса Земли в физике и географии на экваторе, влияние, как действует, где наибольшая центробежная сила.

Наверняка, вы уже слышали этот термин, но терялись в догадках, о чем именно идет речь. Если говорить простыми словами, то сила Кориолиса Земли в географии или физике на экваторе – кажущаяся кривизна глобальных ветров, океанических течений и всего, что свободно перемещается по земной поверхности. Вы могли уже догадаться, что кривизна создается вращением оси планеты. Эффект обнаружил Гаспард Кориолис. Он применил математические формулы силы Кориолиса, чтобы расшифровать маршрут любого объекта на движущейся поверхности.

Если бы планета не вращалась, то глобальные ветры путешествовали прямо с севера на юг. В реальности они мчатся по диагонали. Получается, что в северном полушарии ветер искривляется вправо, а в южном – влево. Исключение приходится лишь на системы низкого давления, где присутствует баланс.

При построении мировых карт можно заметить, что спутники перемещаются по изогнутым путям, потому что наша планета сферическая. Выходит, двумерные карты искажают трехмерную поверхность. И это искажение увеличивается с приближением к полюсам. В северном полушарии орбита спутника пройдет от севера к экваториальной линии. Дело в том, что широты на большинстве карт изображаются прямыми линиями. На самом деле, это сферы.

Центробежная сила Кориолиса действует и ее влияние увеличивает значение при вычислении траектории или конечной точки. Особенное значение она принимает, если вы делаете расчеты для запуска ракет или артиллерийского огня.

Сила Кориолиса – важное в метеорологии понятие, при помощи которого можно спрогнозировать маршрут бури или объяснить, почему снаряд не попадет в цель.

Во время изучения траекторий полета снарядов на дальние расстояния или при исследовании глобальных процессов, происходящих с океанами и атмосферой, необходимо учитывать влияние так называемой силы Кориолиса. В данной статье рассмотрим, что она собой представляет и как вычисляется.

Инерциальные и неинерциальные системы отсчета

Прежде чем приступить к вопросу, что такое кориолисова сила, напомним, что в физике существует два типа систем, относительно которых рассматриваются все законы механического движения.

Инерциальные - это такие системы, в которых законы механики Ньютона выполняются точно. Они либо находятся в состоянии покоя, либо движутся прямолинейно и равномерно.

Неинерциальные - это системы отсчета, которые перемещаются ускоренно. Причем ускорение может быть как линейным, так и угловым или центростремительным. В этих системах законы Ньютона не выполняются, поскольку появляются фиктивные силы, то есть такие, которые не вызваны каким-либо воздействием, а связаны с инерционными свойствами тел. Сила, которую мы рассмотрим в статье, как раз и является фиктивной.

Что такое сила Кориолиса, и когда она возникает?

Под кориолисовой понимают фиктивную силу, которая действует на тело, движущееся в неинерциальной системе отсчета, в частности, во вращающейся. Чаще всего это понятие связывают с нашей планетой. Однако в любой системе, которая вращается вокруг некоторой оси, присутствует эта сила.

Кориолисова сила отличается от центробежной, которая также является фиктивной. Действительно, центробежная сила стремится сдвинуть тело от оси вращения системы. Чтобы тело находилось в состоянии покоя, необходимо наличие противоположной ей силы - центростремительной. Она уже является настоящей. Сила Кориолиса же стремится искривить траекторию перемещения тела, так как в покое не действует.

Названа эта сила в честь французского ученого XIX века Гаспара Кориолиса, который впервые получил формулу для ее вычисления. Кориолисову силу начали учитывать при изучении процессов в мировом океане и атмосфере только с конца XIX-начала XX веков.

Пример с полетом снаряда

Чтобы лучше понять, как себя проявляет сила Кориолиса, приведем следующий простой, но в то же время показательный пример. Предположим, что пушка, которая находится на широте экватора, выполняет выстрел строго по направлению к северному полюсу. Пусть место ее расположения - n меридиан. Если бы наша планета не вращалась с запада на восток, то ядро упало строго бы на n меридиане в Северном полушарии. Однако из-за суточного вращения планеты оказывается, что ядро падает на m меридиане, который находится восточнее, чем n, то есть m>n. Сила, которая привела к изменению траектории полета юг-север ядра, называется кориолисовой.

Объяснить описанный эффект несложно. Дело в том, что экваториальные широты, ввиду шарообразной формы Земли, вращаются с более высокой линейной скоростью, чем широты Северного и Южного полушарий. Когда снаряд, который вылетел с низких широт, оказывается в высоких, то он по инерции движется с более высокой скоростью на восток, чем воздушные массы этих широт. Данный факт приводит к указанному отклонению снаряда от прямой траектории.

Компоненты изучаемой силы

Теперь рассмотрим, из каких компонент состоит кориолисова сила. Предположим, что у нас имеется вращающийся вокруг вертикальной оси горизонтальный диск. На нем лежит тело некоторой массы. Существуют три разные возможности движения тела в данной системе в соответствии с трехмерностью пространства:

Если тело перемещается вертикально вверх (вниз), то есть параллельно оси вращения, то на него действует только центробежная сила. Иными словами, данное направление движения не вносит вклад в появление силы Кориолиса.
Если тело перемещается в радиальном направлении, то есть приближается или удаляется от оси, то возникает кориолисова тангенциальная сила. Она направлена по касательной к траектории вращения. Более конкретное направление зависит от направления вращения и движения тела к оси или от нее.
Если тело движется вдоль окружности, то есть у него появляется дополнительная относительно вращения тангенциальная компонента скорости. В этом случае также возникает кориолисова сила, которая будет стремиться либо приблизить тело к оси, либо удалить его от нее.

Таким образом, существуют две компоненты изучаемой силы: радиальная и касательная.

Формула силы

В данной статье не будем приводить все математические выкладки, чтобы получить формулу силы Кориолиса, а сразу приведем соответствующее выражение:

Здесь m - масса тела, ω и v - угловая скорость вращения системы и линейная скорость движения тела во вращающейся системе, соответственно. В квадратных скобках стоит векторное произведение скоростей. Это означает, что направление силы F всегда будет перпендикулярно оси вращения и вектору v. Например, во время перемещения снаряда в атмосфере нашей планеты кориолисова сила всегда направлена перпендикулярно его скорости - вправо от нее.

Записанная формула может быть получена, если рассмотреть закон сохранения момента импульса, а также применить формулу для определения центростремительного ускорения.

Влияние эффекта Кориолиса на земные процессы

Как выше было выяснено на примере полета снаряда в направлении Северного полушария, сила Кориолиса приводит к его смещению в восточном направлении. В ту же сторону будет смещаться тело при движении от экватора к Южному полюсу. Если же движение объекта противоположно указанным направлениям, то и влияние эффекта Кориолиса окажется противоположным.

Рассматриваемая сила оказывает большое влияние на изменение направлений океанических течений и движение воздушных масс. Например, течение Гольфстрим, которое обогревает своими теплыми водами западные берега Европы, в действительности берет начало по другую сторону Атлантического океана, в Мексиканском заливе. Оно пересекает океан с запада на восток, благодаря влиянию кориолисовой силы.

Еще одним известным примером действия рассматриваемой силы являются ветры пассаты. Как известно, они дуют в западном направлении в экваториальных широтах. Происходит это потому, что движущиеся к экватору воздушные массы из полушарий планеты отклоняются в западном направлении, подобно описанному выше полету снаряда.

Эффект Эотвоса (Eötvös effect)

Данный эффект заключается в уменьшении веса тела либо в его увеличении в зависимости от направления движения тела на Земле. Суть эффекта заключается в следующем: когда тело с большой скоростью движется строго на восток, то оно испытывает влияние кориолисовой силы, направленной от земной оси вращения. Поскольку сила гравитационного взаимодействия направлена вертикально вниз, то эффект Кориолиса приведет к уменьшению веса тела. Аналогичные рассуждения позволяют объяснить увеличение веса тела при его движении в западном направлении.

Пример задачи из баллистики

Пушка выстрелила ядро в северном направлении. Оно летело в течение 1 минуты. Его средняя горизонтальная скорость составляла 600 м/с. Необходимо определить расстояние, на которое отклонилось ядро, если выстрел произведен на широте 45 o .

Для начала рассчитаем кориолисово ускорение. Сделать это можно по следующей формуле:

Появившаяся функция синуса учитывает радиальную скорость приближения ядра к оси вращения Земли. Несложно рассчитать, что для нашей планеты ω = 7,3*10 -5 рад/с. Тогда получаем:

Расстояние, на которое сместится ядро, будет равно:

Из этого результата видно, что эффект Кориолиса является существенным при определении траекторий полета снарядов в баллистике.

Здравствуйте!
Это серьёзное научное понятие и в "трёх словах" его характеризовать - может оказаться непонятным читателю. Поэтому даю реферат по этому вопросу!
Этот эффект - действия псевдо-"силы" Кориолиса (отклоняющей как бы "силы" вращения Земли) которая в северном полушарии действует вправо, а в южном - влево от направления движения объекта над поверхностью Земли. Это вызвано тем, что хотя и угловая скорость вращения точек на поверхности Земли на разных широтах при вращении Земли вокруг своей оси остаётся одинаковой, но линейная скорость движения поверхности на разных широтах резко различается:
*НА ЭКВАТОРЕ она составляет очень большую величину - около 1670 км/час - за 24 ч делается полный оборот по окружности около40.077 км,
*НА ПОЛЮСАХ линейная скорость движения поверхности равна нулю.
Вот почему ЛЮБОЙ движущийся объект, находящийся над поверхностью Земли и стремящийся, в соответствии с Законом природы, двигаться прямолинейно и равномерно, при перемещении над Землёй оказывается как бы "снесённым" в сторону по отношению к поверхности Земли при его перемещении над поверхностью Земли если в этом движении есть даже небольшая широтная составляющая! .
Именно поэтому и воду в реках "относит" в Северном полушарии всегда вправо от направления движения и правые берега подмываются и становятся крутыми, а левые становятся - пологими (вода с них "уходит"), поэтому Циклоны (области низкого давления) вращаются в Северном полушарии против часовой стрелки (см рисунок) , а Антициклоны – по часовой ( в южном полушарии наоборот) см. подробнее:
http://otvet.mail.ru/question/12663833/.
поэтому и правые рельсы (и колёса) по отношению к направлению движения железных дорог и колёс автомобилей в Северном полушарии в среднем изнашиваются сильнее левых и т. д. И этот же эффект "сноса" под действием псевдо-"силы" Кориолиса учитывается и при плавании морских и речных судов, полётах самолётов, космических кораблей и спутников
А в Южном полушарии - отклонения движения под действием этого эффекта пойдут ВЛЕВО, и все указанные "смещения" пойдут "наоборот" по сравнению с Северным полушарием.
А название этого эффекта "Сила Кориолиса" устоялось по имени учёного, который показал, что расчёт указанных смещений проще производить, если ввести некое понятие условной "силы", действие которой по значению и направлению определяется широтой места и полушарием, где это происходит.
Всего Вам доброго

Спасибо!
Просто было бы достаточно привести пример на маятнике Фуко. ну или когда танцор долго вращается на одном месте, помогая себе руками и ускоряя вращающее движение. что-то по типу этого.
но все равно - спасибо

Ваши два примера совершенно не по теме. Вам же написали, что природа этой силы в разности линейных скоростей точек разноудаленных от оси вращения.В примере с Землей, эта сила возникает при смещении под углом к широте, и максимально проявляется при смещении по меридиану.

Во вращающейся системе отсчета действует псевдо-сила (типа силы инерции) . Проявляет себя, когда во вращающейся системе отсчета тело начинает двигаться перпендинулярно направлению скорости вращения.

Читайте также: