2021. szeptember 29. szerda
Mihály

A Coriolis-erő

2021. szeptember 14., 16:00
A Coriolis-erő

A Coriolis-erővel szinte minden ember találkozhatott fizika órán. Ám a többségük akkor sem mutatott érdeklődést iránta, és ha csak tömören leírnánk, miről is szól ez az erő, most sem lenne különösen érdekes. De mivel gyakorlati haszna van, így rögtön bizonyos jelenségeket is megmagyaráz, mint a ciklonok és anticiklonok forgását, vagy azt, ez miért is tér el az északi és déli féltekén, vagy azt, hogy valóban más irányba forogva tűnik-e el a víz a lefolyóban a két félgömbön. 

A Coriolis-erő 

Az inerciarendszerhez (vagyis olyan viszonyítási rendszerhez, melyben a mozgó tárgyra érvényes Newton első törvénye - a tehetetlenség törvénye) képest forgó vonatkozási rendszerben mozgó testre ható tehetetlenségi erő. 

Ez az erő hat a szelekre, meghatározva azok forgási irányát. Kimutatása legegyszerűbben a Foucault-ingával lehetséges, melyet idehaza a Miskolci Egyetem Geofizikai tanszékén csodálhatunk meg működés közben (http://193.6.11.238/view/index.shtml). Az inga indításakor adott egy lengési sík. Ha az inga súlya és a függesztésére használt kötél hossza is megfelelő, akkor a mozgás nagyon sokáig fennmarad. Ám a síkja változik, Miskolcon egészen pontosan 32 óra és 6 perc alatt teljesen körbefordul.  

kép: oldwww.mageof.hu

Ennek oka, hogy az ingára hat a Coriolis-erő - mivel a Föld forog - így az tehetetlenségéből fakadóan engedelmeskedik a fizika törvényeinek, és az északi féltekén az óramutató járásával ellentétesen, míg a déli féltekén annak megfelelően fordul körbe. Érdekes, de ez a hatás az Egyenlítőnél megszűnik, ennek oka, hogy É-D-i lengés esetén a ráható erők párhuzamosak. 

 

Lefolyó trükk 

A csapba engedett víz a Coriolis-erőnek engedelmeskedve az északi féltekén az óramutató járásával ellentétesen örvénylik, mikor a lefolyóba áramlik, míg a déli féltekén ez éppen fordítva történik. Ezt előszeretettel demonstrálják az Egyenlítőnél, mikor egyetlen lépésnyire egyik vagy másik irányba távolodva a képzeletbeli vonaltól az örvénylés iránya változik. Ez azonban átverés. 

kép: energythic.com

Egyrészt az Egyenlítőnél a Coriolis-erő másképpen viselkedik, ahogyan az írtuk, másrészt ekkora távolságon az erő változása elhanyagolhatóan kicsi lenne. De azzal is számolni kell, hogy az örvénylés iránya a lefolyóban csak akkor viselkedik a fent leírtak szerint, ha a körülmények ideálisak, vagyis a mosdókagyló felülete tökéletes, a lefolyó átmérője adott, és semmi nem zavarja jelentősen a rendszert. Ilyen azonban igen ritkán adódik, vagyis többnyire nem igaz, hogy az északi féltekén az óramutató járásának ellentétesen örvénylik a lefolyó felé a víz, hanem úgy, ahogyan azt a mosdókagyló lehetővé teszi. 

lead kép: israel21c.org

Ezek is érdekelhetnek