ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Дивовижна фізика

Интересные следствия
Сила Кориолиса, возникающая вследствие вращения Земли, приводит к
целому ряду весьма важных эффектов. Но прежде чем говорить о них, об-
судим подробнее вопрос о направлении силы Кориолиса. Уже было сказа-
но, что сила Кориолиса всегда перпендикулярна оси вращения и скорости
тела. Но при таком определении остаются возможными два направления
силы Кориолиса, показанные на рис. 6.4 а. Напомним, что аналогичная
ситуация возникает при определении направления силы Лоренца2, дей-
ствующей на движущийся заряд со стороны магнитного поля. Как известно
из школьного курса физики, эта сила перпендикулярна скорости заряда и
индукции магнитного поля. Однако для того чтобы однозначно определить
ее направление, надо воспользоваться правилом левой руки.
1 Вдали от полюса плоскость колебаний маятника Фуко уходит за сутки на 2тг sin а радиан,
где а — географическая широта места. (Прим. ред.)
2Х. А. Лоренц A853—1928) — нидерландский физик, создатель классической электронной
теории; лауреат Нобелевской премии 1902.
49
Рис. 6.3: Сила Кориолиса отклоняет пассаты к западу
Направление кориолисовои силы также можно найти с помощью ана-
логичного правила. Его иллюстрирует рис. 6.4, б. Прежде всего выберем
определенное направление оси вращения: если смотреть на вращающее-
ся тело в этом направлении, вращение должно происходить по часовой
стрелке. Теперь расположим левую руку так, чтобы направление вытяну-
тых четырех пальцев совпадало с направлением скорости тела, а напра-
вление оси вращения пронизывало бы ладонь. Тогда отогнутый под углом
90° большой палец покажет направление силы Кориолиса.
Рис. 6.4: а — Два возможных направления силы
Кориолиса. б, в — Направление силы Кориолиса
определяется с помощью правила левой руки.
Две возможности определения направления силы Кориолиса или силы
Лоренца соответствуют двум типам симметрии, встречающимся в при-
роде; симметрии левого и правого. Каждый раз для того, чтобы указать
тип симметрии, приходится обращаться к «эталону» — буравчику, руке
и т.п. Конечно, в действительности природе нет никакого дела до вашей
левой руки или буравчика. Просто таким образом можно сформулировать
правила для нахождения направления силы1.
'То, что в данном случае левая рука почему-то оказалась лучше правой связано с тем.
50
Глава 6. Маятник Фуко и закон Бэра
Итак, мы подробно обсудили вопрос о силе Кориолиса для случая, ко-
гда скорость тела во вращающейся системе отсчета перпендикулярна оси
вращения. При этом величина силы равна 2muvQ, а направление опреде-
ляется правилом левой руки. А как быть в общем случае?
Оказывается, если скорость тела vq составляет с осью вращения про-
извольный угол (рис.6.4, в), то при нахождении силы Кориолиса надо учи-
тывать только проекцию скорости на плоскость, перпендикулярную оси
вращения. Тогда величина кориолисовой силы вычисляется по формуле
cos (p.
Направление этой силы определяется тем же правилом левой руки, но че-
тыре вытянутых пальца нужно располагать не вдоль скорости тела, а вдоль
перпендикулярной к оси вращения составляющей скорости, как показано
на рис. 6.4 в.
Теперь нам все известно про силу Кориолиса: и как найти ее модуль, и
как определить направление. Вооружившись этими знаниями, приступим
к объяснению ряда интересных эффектов.

Рис. 6.5: Сила Кориолиса прижимает воду в реке к
правому берегу в Северном полушарии и к левому
южном.
что мы заранее условились о направлении оси вращения. При противоположном выборе
пришлось бы пользоваться правилом правой руки, чтобы сохранить прежнее направление
силы Кориолиса. (Прим. ред.)
ЕЛ
Известно, например, что пассаты — ветры, дующие от тропиков к
экватору, — всегда отклоняются к западу. Рис. 6.3 объясняет этот эф-
фект. Сначала убедитесь в том, что это действительно так, для северного
полушария, где пассаты дуют с севера на юг. Расположите левую руку
так, чтобы ось вращения Земли входила в ладонь, а четыре вытянутых
пальца направьте вдоль перпендикуляра к оси вращения. Вы увидите, что
кориолисова сила направлена на вас перпендикулярно чертежу и, следо-
вательно, на запад. В южном полушарии пассаты дуют, наоборот, с юга на
север. Но ни направление оси вращения, ни направление перпендикуляра
в ней не изменяются: следовательно, не изменяется и направление силы
Кориолиса. Таким образом, эта сила в обоих случаях направлена к западу.
Рис. 6.5 иллюстрирует закон Бэра1: у рек, текущих в северном по-
лушарии, правый берег более крутой и подмытый, чем левый (в южном
полушарии — наоборот). В этом случае действие кориолисовои силы при-
водит к тому, что вода прижимается к правому берегу. Из-за трения у
Рис. 6
более
Правый берег
Северное
6: У рек в северном
крутой и подмытый,
Левый берег
полушарие
полушарии правый
чем левый.
берег
поверхности скорость течения всегда больше, чем у дна; соответствен-
но будет большей и сила Кориолиса. В результате возникает циркуляция
воды, показанная стрелками на рис. 6.6, почва у правого берега подмы-
вается, а у левого осаждается. Это явление аналогично размытию берега
при повороте реки, о котором рассказывалось в главе 1 «Меандры рек».
Чтобы в нем глубже разобраться, попробуйте оценить разность уровней
воды на восточном и западном берегах реки Волги.
Кориолисова сила приводит к отклонению падающих тел к востоку.
(Объяснить этот эффект попробуйте сами.) В 1833 г. немецкий физик
'Смотри сноску на стр. 10
52 Глава 6. Маятник Фуко и закон Бэра
Фердинанд Райх провел очень точные эксперименты в Фрейбургской шахте
и получил, что при свободном падении тел с высоты 158 м их отклонение
в среднем (по 106 опытам) составляет 28,3 мм. Это послужило одним из
первых экспериментальных доказательств теории Кориолиса.

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Интересные следствия» з дисципліни «Дивовижна фізика»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: СУТНІСТЬ ГРОШЕЙ. ГРОШІ ЯК ГРОШІ І ГРОШІ ЯК КАПІТАЛ
Аудит малоцінних і швидкозношуваних предметів
Аудит обслуговуючих підприємств агропромислового комплексу
ЄВРОПЕЙСЬКИЙ БАНК РЕКОНСТРУКЦІЇ ТА РОЗВИТКУ
Аудит документального оформлення операцій з обліку витрат і виход...


Категорія: Дивовижна фізика | Додав: koljan (18.10.2013)
Переглядів: 843 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП