ፊዚክስ የአካል እንቅስቃሴን ሂደት በማይነቃቁ የማጣቀሻ ክፈፎች ውስጥ ሲያጠና አንድ ሰው የኮሪዮስ ማፋጠን የሚባለውን ግምት ውስጥ ማስገባት ይኖርበታል። በጽሁፉ ውስጥ ፍቺ እንሰጠዋለን, ለምን እንደሚከሰት እና በምድር ላይ እራሱን የት እንደሚገለጥ እናሳያለን.
የCoriolis ማጣደፍ ምንድነው?
ይህን ጥያቄ ባጭሩ ለመመለስ፣ ይህ በCoriolis ሃይል እርምጃ የተነሳ መፋጠን ነው ማለት እንችላለን። የኋለኛው ራሱን የሚገለጠው ሰውነቱ በማይንቀሳቀስ የማሽከርከር የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ ሲንቀሳቀስ ነው።
የማይንቀሳቀሱ ስርዓቶች በፍጥነት እንደሚንቀሳቀሱ ወይም በጠፈር ላይ እንደሚሽከረከሩ ያስታውሱ። በአብዛኛዎቹ የአካል ችግሮች ፕላኔታችን የማእዘን ፍጥነቷ በጣም ትንሽ ስለሆነ የማይነቃነቅ የማጣቀሻ ፍሬም ነው ተብሎ ይታሰባል። ነገር ግን፣ ይህንን ርዕስ ስናስብ፣ ምድር የማትነቃነቅ እንደሆነች ይገመታል።
Inertial ባልሆኑ ስርዓቶች ውስጥ ምናባዊ ኃይሎች አሉ። ገለልተኛ ባልሆነ ስርዓት ውስጥ ከተመልካቾች እይታ አንጻር እነዚህ ኃይሎች ያለ ምንም ምክንያት ይነሳሉ. ለምሳሌ, ሴንትሪፉጋል ኃይል ነውየውሸት. የእሱ ገጽታ በሰውነት ላይ ባለው ተጽእኖ ምክንያት አይደለም, ነገር ግን በውስጡ ያለው የንቃተ-ህሊና ንብረት በመኖሩ ነው. በCoriolis ኃይል ላይም ተመሳሳይ ነው። በሚሽከረከር የማጣቀሻ ፍሬም ውስጥ በሰውነት የማይነቃነቅ ባህሪያት ምክንያት የሚፈጠር ምናባዊ ኃይል ነው. ስሟ በመጀመሪያ ያሰላው ፈረንሳዊው ጋስፓርድ ኮርዮሊስ ስም ጋር የተያያዘ ነው።
የCoriolis ኃይል እና የእንቅስቃሴ አቅጣጫዎች በህዋ
የCoriolis ማጣደፍን ትርጉም ካወቅንን፣ አሁን አንድ የተለየ ጥያቄ እናንሳ - አንድ አካል በጠፈር ውስጥ ከሚሽከረከር ሲስተም አንፃር የሚንቀሳቀስበት አቅጣጫ በየትኞቹ አቅጣጫዎች ነው የሚከሰተው።
አንድ ዲስክ በአግድመት አውሮፕላን ውስጥ ሲሽከረከር እናስብ። ቀጥ ያለ የማዞሪያ ዘንግ በመሃል በኩል ያልፋል። አካሉ ከሱ አንፃር በዲስክ ላይ እንዲያርፍ ያድርጉ. በእረፍት ጊዜ, ከመዞሪያው ዘንግ ራዲየስ ጋር የሚመራ አንድ ሴንትሪፉጋል ኃይል በላዩ ላይ ይሠራል. የሚቃወመው ምንም ሴንትሪፔታል ሃይል ከሌለ ሰውነቱ ከዲስክ ላይ ይበራል።
አሁን እንበል ሰውነቱ በአቀባዊ ወደ ላይ መንቀሳቀስ ከጀመረ ማለትም ከዘንጉ ጋር ትይዩ ነው። በዚህ አጋጣሚ በዘንጉ ዙሪያ ያለው የመስመራዊ ፍጥነቱ ከዲስክ ጋር እኩል ይሆናል ማለትም የCoriolis ሃይል አይከሰትም።
ሰውነት ራዲያል እንቅስቃሴ ማድረግ ከጀመረ ማለትም ወደ ዘንግ መቅረብ ወይም መራቅ ከጀመረ የኮሪዮሊስ ሃይል ብቅ ይላል እሱም ወደ ዲስኩ መዞሪያ አቅጣጫ ይመራል። የእሱ ገጽታ የማዕዘን ሞመንተም ከመጠበቅ ጋር የተቆራኘ እና በዲስክ ላይ በሚገኙት የዲስክ ነጥቦች መስመራዊ ፍጥነቶች ላይ የተወሰነ ልዩነት ከመኖሩ ጋር የተያያዘ ነው።ከመዞሪያው ዘንግ የተለየ ርቀት።
በመጨረሻም ሰውነቱ በተጨባጭ ወደ ሚሽከረከረው ዲስክ ከተንቀሳቀሰ ተጨማሪ ሃይል ወደ መዞሪያው ዘንግ ወይም ከሱ ይርቃል። ይህ የCoriolis ኃይል ራዲያል አካል ነው።
የCoriolis የፍጥነት አቅጣጫ ከታሰበው ኃይል አቅጣጫ ጋር ስለሚጣጣም ይህ ማጣደፍ እንዲሁ ሁለት አካላት ይኖሩታል፡ ራዲያል እና ታንጀንት።
የኃይል እና የፍጥነት ቀመር
በኒውተን ሁለተኛ ህግ መሰረት ማስገደድ እና ማፋጠን በሚከተለው ግንኙነት እርስ በርስ የተያያዙ ናቸው፡
F=ma.
ከላይ ያለውን ምሳሌ በአካል እና በሚሽከረከር ዲስክ ካጤን ለእያንዳንዱ የCoriolis ሃይል አካል ቀመር ማግኘት እንችላለን። ይህንን ለማድረግ የማዕዘን ሞመንተምን የመጠበቅ ህግን ይተግብሩ, እንዲሁም የሴንትሪፔታል ማጣደፍ ቀመር እና በማዕዘን እና ቀጥታ ፍጥነት መካከል ያለውን ግንኙነት አገላለጽ ያስታውሱ. በማጠቃለያው የCoriolis ኃይል እንደሚከተለው ሊገለፅ ይችላል፡
F=-2m[ωv]።
እዚህ m የሰውነት ብዛት ነው፣ v የእሱ ቀጥተኛ ፍጥነት በማይለዋወጥ ፍሬም ውስጥ ነው፣ ω የማጣቀሻ ፍሬም ራሱ የማዕዘን ፍጥነት ነው። ተዛማጁ የCoriolis ማጣደፍ ቀመር የሚከተለውን ቅጽ ይወስዳል፡
a=-2[ωv]።
የፍጥነቱ የቬክተር ምርት በካሬ ቅንፍ ነው። የCoriolis ማፋጠን የሚመራበትን ጥያቄ መልሱን ይዟል። የእሱ ቬክተር ወደ ሁለቱም የመዞሪያው ዘንግ እና የሰውነት መስመራዊ ፍጥነት ቀጥ ብሎ ይመራል። ይህ ማለት የተጠና ነውማጣደፍ ወደ ተስተካከለ የእንቅስቃሴ አቅጣጫ መዞር ይመራል።
የCoriolis ኃይል በመድፍ ኳስ በረራ ላይ ያሳደረው ተጽዕኖ
የተጠናው ሀይል በተግባር እራሱን እንዴት እንደሚገልፅ በተሻለ ለመረዳት የሚከተለውን ምሳሌ ተመልከት። መድፍ በዜሮ ሜሪድያን እና ዜሮ ኬክሮስ ላይ ሆኖ ወደ ሰሜን ቀጥ ብሎ ይተኩስ። ምድር ከምእራብ ወደ ምስራቅ ካልተቀየረች ዋናው ክፍል በ0° ኬንትሮስ ላይ ይወድቃል። ነገር ግን በፕላኔቷ አዙሪት ምክንያት ዋናው ወደ ምስራቅ በመዞር በተለያየ ኬንትሮስ ላይ ይወድቃል. ይህ የCoriolis ማጣደፍ ውጤት ነው።
የተገለፀው ውጤት ማብራሪያ ቀላል ነው። እንደምታውቁት፣ በምድር ላይ ያሉ ነጥቦች፣ በላያቸው ላይ ካለው የአየር ብዛት ጋር፣ በዝቅተኛ ኬክሮስ ላይ የሚገኙ ከሆነ ትልቅ የመስመራዊ የማዞሪያ ፍጥነት አላቸው። ከመድፍ በሚነሳበት ጊዜ ኮር ከምዕራብ ወደ ምስራቅ የሚዞር ከፍተኛ የመስመር ፍጥነት ነበረው። ይህ ፍጥነት ከፍ ባለ ኬክሮስ ላይ በሚበርበት ጊዜ ወደ ምስራቅ እንዲንሳፈፍ ያደርገዋል።
Coriolis ተጽእኖ እና የባህር እና የአየር ሞገዶች
የCoriolis ኃይል ተጽእኖ በውቅያኖስ ሞገድ እና በከባቢ አየር ውስጥ ያለው የአየር ብዛት እንቅስቃሴ ምሳሌ ላይ በግልፅ ይታያል። ስለዚህም ከሰሜን አሜሪካ በስተደቡብ የሚጀመረው የባህረ ሰላጤው ወንዝ አጠቃላይ የአትላንቲክ ውቅያኖስን አቋርጦ ወደ አውሮጳ ዳርቻ ይደርሳል።
የአየር ብዛትን በተመለከተ፣ ዓመቱን ሙሉ ከምሥራቅ ወደ ምዕራብ በዝቅተኛ ኬክሮስ የሚነፍሰው የንግድ ንፋስ የኮሪዮሊስ ኃይል ተጽዕኖ ግልፅ ማሳያ ነው።
ችግር ምሳሌ
ቀመር ለየኮሪዮሊስ ፍጥነት መጨመር. በ 10 ሜ / ሰ ፍጥነት ፣ በ 45 ° ኬክሮስ ፣ አንድ አካል የሚያገኘውን የፍጥነት መጠን ለማስላት መጠቀም ያስፈልጋል።
የፍጥነት ቀመሩን ከፕላኔታችን ጋር በተገናኘ ለመጠቀም በኬክሮስ θ ላይ ያለውን ጥገኝነት መጨመር አለቦት። የስራ ቀመር የሚከተለውን ይመስላል፡
a=2ωvsin(θ)።
የመቀነስ ምልክቱ የተተወው የፍጥነት አቅጣጫን እንጂ ሞጁሉን ስላልተለየ ነው። ለምድር ω=7.310-5ራድ/ሰ። ሁሉንም የታወቁ ቁጥሮች በቀመር በመተካት፣
እናገኛለን
a=27፣ 310-510ኃጢአት(45o)=0.001 m/ c 2.
እንደምታየው፣ የተሰላው የCoriolis ማጣደፍ ከስበት ፍጥነት 10,000 እጥፍ ያነሰ ነው።
