209 – Accelerația lui Coriolis arată că Pământul nu se rotește

Ce este accelerația Coriolis? Este un fenomen fizic care apare la un obiect care se mișcă cu mișcarea rectilinie pe o suprafață rotativă.

O minge se misca pe platforma

Să aruncăm o privire la imaginile de mai sus: în prima fotografie mingea se mișcă în linie dreaptă pe o platformă staționară. Mingea nu este afectată de nicio accelerație laterală, deoarece platforma este imobilă. Când platforma începe să se rotească, mingea începe să-și îndoaie traiectoria și rezultatul va fi o mișcare care nu mai este dreaptă. Această accelerație laterală, care determină curba mingei, este cunoscută sub numele de accelerația Coriolis. Este un fenomen particular care poate fi folosit pentru a demonstra că Pământul nu se rotește în jurul axei sale.

De exemplu, să considerăm că mingea își începe mișcarea exact în centrul platformei circulare. Platforma se rotește, să zicem, cu viteza de 0,1 rotații pe secundă sau 6 rotații pe minut, adică 0,628 rad / sec (1 revoluție pe minut valorează aproximativ 0,1 radiani pe secundă și ar trebui să vă amintiți că 2π  radianii  sunt 360 °).

Mingea este inițial în centrul platformei, deci nu este târâtă nicăieri din cauza vitezei periferice a platformei. De fapt, la centru viteza periferică este, pentru toate intențiile și scopurile, zero și crește prin deplasarea către periferie proporțional cu raza, în conformitate cu relația liniară:

Vp = ω ∙ r

unde Vp este viteza periferică, ω este viteza unghiulară, r este raza care descrie poziția mingii pe platformă; r poate varia de la zero în centru la R, care este raza externă.

Relația liniară al vitezei

Prin urmare, atunci când mingea începe mișcarea sa rectilinie de la centru la periferia platformei, este afectată, în mișcarea sa, de viteza de rotație periferică, care crește constant, datorită creșterii razei.

Mingea ar trebui să înceapă să aibă o accelerație laterală în direcția de rotație, pentru a-și menține mișcarea rectilinie. Totuși, acest lucru nu este posibil, cu excepția cazului în care primește o forta externă. Apoi, începe să rămână în urmă din cauza inerției, iar traiectoria se îndoaie așa cum se arată în imagine la începutul articolului.

Accelerația laterală pe care ar trebui să o presupună mingea, pentru a-și menține traiectoria liniară, trebuie exprimată cu următoarea formulă:

Ac = 2 ∙ V ∙ ω

unde Ac se numește accelerație Coriolis, V este viteza mingii în direcție radială și ω este viteza unghiulară a platformei. În acest exemplu, mingea este liberă să se deplaseze în orice direcție. Astfel, atunci când platforma își începe rotația, mingea rămâne în urmă ca o consecință a legilor de inerție. Însă acum, luați în considerare cazul în care mingea este ghidată lateral pe platformă, așa cum puteți vedea în figura de mai jos. Mingea este forțată să urmeze platforma și să se deplaseze direct la margine. În acest fel, mingea se rotește cu aceeași viteză de rotație ω ca platforma.

Pentru a menține această mișcare rectilinie a mingii pe platformă, ghidul trebuie să confere forței Coriolis mingii:

Fc = m ∙ a = m ∙ 2 ∙ V ∙ ω

unde m este masa mingii. Aceasta este o forță reală, nu este aparentă. Forța Coriolis este aparentă pentru un sistem de referință fix, dar este o forță reală dacă avem în vedere un sistem de referință care se rotește cu platforma.

Sa punem un ghid pe platforma

Să aplicăm acum această idee pe Pământ și, mai precis, la avioanele care zboară deasupra Pământului. Un avion, care se deplasează într-o direcție pur-est-vest, nu va fi afectat de efectul Coriolis, deoarece viteza globului pe latitudinea fixă ​​nu variază.

Coriolis pe globul

Un avion, decolând de la A (a se vedea figura), nu va ajunge la punctul A ‘(direcția nord-sud, așa cum se arată în figură), decât dacă traiectoria sa este reajustată cu ajutorul unei accelerații adecvate a Coriolis, dar va atinge punctul X.

Făcând unele cercetări navigând pe net, se poate constata că avioanele au un sistem electronic capabil să corecteze traiectoria într-un mod adecvat. Dar e adevărat? Cercetăm. Acum luați în considerare un elicopter capabil să zboare cu o viteză maximă de 500 km / h și să decoleze de la Polul Nord.

Pământul trage elicopterul, până când este în zbor, cu viteza sa periferică, deoarece Polul este pe axa, r = 0, deci Vp = 0 unde Vp este viteza periferică. Să presupunem că elicopterul decolează și zboară numai spre sud și că viteza sa are o singură componentă sudică de 500 km / h. Să vedem ce se întâmplă sub elicopter.

Elicopterul la Polul Nord

Pe măsură ce continuă să zboare spre sud, Pământul dedesupt continuă să accelereze datorită rotației sale în direcția est-vest, ca efect al creșterii razei, deoarece r crește. Când avionul ajunge la ecuator, r = R care este 6371 Km, ar trebui să mențină o viteză periferică de aproximativ 1700 Km / h. Viteza periferică a globului crește, de fapt, pe măsură ce te îndepărtezi de Polul Nord. Poate avionul să-și corecteze traiectoria? Nu, deoarece chiar dacă începe să urmeze pământul de-a lungul ecuatorului, avionul poate ajunge doar la 500 km / h. Combustibilul s-a terminat, avionul încearcă să aterizeze, dar este distrus în același moment al aterizării sale.

Elicopterul in zbor

Pentru cititorul mediu această situație poate părea prea teoretică. Deci, să luăm un exemplu din viața de zi cu zi. Imaginează-ți un bărbat culcat pe patul său și gata să se ridice. Imaginați-vă o banda de alergare care se mișcă sub pat, la înălțimea picioarelor, cu o viteză surprinzătoare de 1000 km / h. Poate omul să se poată ridica și să-și înceapă activitățile imediat? Absolut nu. Fără îndoială, ar fi trântit departe de patul său și zdrobit undeva de perete.

Aceasta este o demonstrație clară că pământul nu se mișcă în jurul axei sale. Dacă Pământul ar fi un glob, paralelele s-ar roti cu viteze diferite, în funcție de raza lor măsurată de pe axa de rotație a Pământului. Un corp liber care se ridică de pe Pământ menține viteza de tracțiune a paralelei din care s-a ridicat. Trecând la o paralelă diferită, având o viteză periferică diferită, ar trebui să vedeți Pământul începând să se miște sub el, dar acest lucru nu se întâmplă.

Aceasta este dovada că Pământul nu se rotește în jurul axei sale. Un articol mai precis va fi făcut în următorul articol.

3 pensieri riguardo “209 – Accelerația lui Coriolis arată că Pământul nu se rotește

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo di WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione /  Modifica )

Google photo

Stai commentando usando il tuo account Google. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione /  Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione /  Modifica )

Connessione a %s...