Co to jest efekt Coriolisa?

Większość ludzi, zapytanych o efekt Coriolisa, prawdopodobnie powiedziałaby, że ma to coś wspólnego z kierunkiem wirowania wody w zlewie lub w toalecie. Podstawowa zasada jest związana, ponieważ polega na rotacji, ale prawda jest nieco inna. Efekt Coriolisa działa na znacznie większą skalę.

Nazwany na cześć Gasparda-Gustave'a Coriolisa, francuskiego naukowca, który opisał ten efekt w artykule z 1835 r., Efekt Coriolisa jest powszechnie definiowany jako pozorne przemieszczenie lub ruch obiektu z jego ścieżki z powodu obrotu ramy obserwacji. W tym przypadku ramę obserwacji ogólnie uważa się za Ziemię, chociaż może to być dowolne obracające się ciało. Kluczowym słowem do rozważenia w tym miejscu jest „pozorny”. Efekt Coriolisa tak naprawdę nie porusza obiektu, ani nie zależy od siły zewnętrznej. Mówiąc najprościej, można powiedzieć, że efekt Coriolisa jest spowodowany bezwładnością lub tendencją obiektu do pozostawania w stanie spoczynku lub ruchu, w którym już się znajduje.

Aby dowiedzieć się, jak działa efekt Coriolisa, wyobraź sobie motyla na piłce plażowej. Motyl siedzi w punkcie w pobliżu górnej części kuli i decyduje się polecieć na drobinkę pyłku utkniętą na poziomej linii środkowej piłki lub na równiku. Jeśli piłka się nie porusza, motyl będzie podróżował w linii prostej do pyłku. Jeśli jednak piłka się obraca, motyl leci w kierunku pyłku w linii prostej, ale zanim dotrze do miejsca, w którym znajdował się pyłek, obrót piłki go poruszył i motyl będzie wyglądał, jakby wybrał zakrzywioną ścieżkę . W rzeczywistości ścieżka motyla była prosta, ale obserwator obserwujący motyla zobaczy zakrzywioną ścieżkę względem obracającej się kuli. To jest efekt Coriolisa w akcji.

Przesunięcie ścieżki obiektu spowodowane efektem Coriolisa zależy od położenia obiektu względem obracającego się ciała. Na półkuli północnej Ziemi efekt Coriolisa przesuwa obiekty w prawo. Na półkuli południowej obiekty przesuwają się w lewo. Ponieważ przesunięcia te są związane z obrotem ramki obserwacyjnej względem obiektu, tj. Obrót Ziemi, różnice w szerokości geograficznej lub odległości od równika mierzone wzdłuż wyimaginowanej linii pod kątem prostym do równika, mogą mieć wpływ na zaobserwowany efekt. Wynika to z faktu, że prędkość obrotowa Ziemi zmienia się w zależności od odległości od równika. Prędkość obserwowanego obiektu wpływa również na obserwowane przemieszczenie.

Wiele dyscyplin naukowych wykorzystuje efekt Coriolisa i jego permutacje. Meteorologia, czyli nauka o zachowaniu i obserwacji atmosferycznej, bierze pod uwagę efekt Coriolisa podczas badania tworzenia i ruchu huraganu, podczas gdy astrofizycy lub naukowcy badający gwiazdy widzą to podczas badania plam słonecznych i innych zjawisk gwiezdnych. Nawigatorzy i strzelcy muszą uwzględniać to w obliczeniach, podobnie jak piloci. Każdy system, który wykorzystuje obracającą się ramę odniesienia, będzie musiał uwzględniać efekt Coriolisa w taki czy inny sposób.