Сила Кориолиса - раздел Механика, Кинематика поступательного движения При Движении Тела Относительно Вращающейся Со, Кроме ...
При движении тела относительно вращающейся СО, кроме , появляется ещё одна сила-сила Кориолиса или кориолисова сила инерции. Её появление можно обнаружить на примере с вращающимся диском, по радиусу которого от центра начинает двигатся шарик со скоростъю , рис.5.5. Если диск не вращается, шарик будет катиться по радиусу ОА, при вращении диска - по кривой ОВ, причём его скоростъ меняет своё направление. Следовательно, по отношению к вращающейся системе отсчёта шарик ведёт себя так, как если бы на него действовала сила , перпендикулярная к его скорости .
Найдем для случая, когда частица массою движется относительно вращающейся системы отсчёта по окружности лежащей в плоскости оси вращения, с центром на этой оси со скоростъю .
Относительно неподвижной системы отсчета (инерциальной) скорость шарика равна: или . Чтобы частица двигалась с такой скоростъю относительно неподвижной системы отсчета, необходимо действовать на неё центростремительной силой (например силой натяжения нити) равной по модулю:
Относительно вращающейся системы частица движется с ускорением , т.е., так, как если бы на нее действовала центростремительная во вращающейся системе отсчёта сила:
Т.о., во вращающеся системе отсчета движущаяся частица ведёт себя так, как если бы на неё, кроме направленной к центру реальной силы действовали бы ещё две силы инерции, направленные от центра:
и сила , модуль которой равен или в векторном виде, как видно из рисунка:
Это и есть кориолисова сила инерции. При эта сила отсутствует, а не зависит от .
При движении шарика в другую сторону:
, т.е. изменила направление на обратное.
Если частица движется произвольным образом относительно вращающейся системы отсчёта, то определяется той же формулой. Сила Кориолиса лежит в плоскости оси вращения.
Т.о., при составлении 2-го закона Нъютона во вращающейся системе отсчета (НИСО), кроме природных сил взаимодействия, необходимо учитывать , а также кориолисову силу . Если имеется и поступательное движение системы отсчёта с ускорением , то необходимо учесть ещё силу инерции .
Примеры:
1)При свободном падении кориолисова сила отклоняет траекторию тела от линии отвеса на восток, она максимальна на єкваторе и равна нулю на полюсах.
2)Снаряд летящий на север отклоняется на восток в северном полушарии и - к западу в южном полушарии. При стрельбе вдоль экватора на запад силы Кориолиса прижимают снаряд к Земле и поднимают его вверх при выстреле на восток.
3)Силы Кориолиса размывают провый берег рек в северном полушарии и левый берег у рек в южном полушарии.Это же приводит к неравномерному износу рельсов при двухколейном движении.
4)Силы Кориолиса проявляются при движении маятника Фуко. На северном полюсе плоскость качаний маятника поворачивается относительно Земли в направлении часовой стрелки, и за сутки совершает один оборот. Относительно гелиоцентрической системы она остаётся неизменной, а Земля поворачивается относительно неё. Маятники Фуко дают непосредственное доказательство вращения Земли вокруг своей оси.
Физические основы механики... Кинематика поступательного движения... Механическое движение Формой существования...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Сила Кориолиса
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Механическое движение.
Материя, как известно, существует в двух видах: в виде вещества и поля. К первому виду относятся атомы и молекулы, из которых построены все тела. Ко второму виду относятся все виды полей: гравитаци
Пространство и время.
Все тела существуют и движутся в пространстве и времени. Эти понятия являются основополагающими для всех естественных наук. Любое тело имеет размеры, т.е. свою пространственную протяженность
Система отсчета.
Для однозначного определения положения тела в произвольный момент времени необходимо выбрать систему отсчета - систему координат, снабженнуя часами и жестко связаннуя с абсолютно твердым телом, по
Кинематические уравнения движения.
При движении т.М ее координаты и меняются со временем, поэтому для задания закона движения необходимо указать вид фун
Поступательное движение
Простейшим видом механического движения твердого тела является поступательное движение, при котором прямая, соединяющая любые две точки тела перемещается вместе с телом, оставаясь параллельной| сво
Закон инерции.
В основе классической механики лежат три закона Ньютона, сформулированные им в сочинении «Математические начала натуральной философии», опубликованном в 1687г. Эти законы явились результатом гениал
Инерциальная система отсчета.
Известно, что механическое движение относительно и его характер зависит от выбора системы отсчета. Первый закон Ньютона выполняется не во всех системах отсчета. Например, тела, лежащие на гладком п
Масса. Второй закон Ньютона.
Основная задача динамики заключается в определении характеристик движения тел под действием приложенных к ним сил. Из опыта известно, что под действием силы
Третий закон Ньютона
Наблюдения и опыты свидетельствуют о том, что механическое действие одного тела на другое является всегда взаимодействием. Если тело 2 действует на тело 1, то тело 1 обязательно противодействует те
Преобразования Галилея
Они позволяют определить кинематические величины при переходе от одной инерциальной системы отсчета к другой. Возьмем
Принцип относительности Галилея
Ускорение какой-либо точки во всех системах отсчета, движущихся друг относительно друга прямолинейно и равномерно одинаково:
Сохраняющиеся величины
Любое тело или система тел представляют собой совокупность материальных точек или частиц. Состояние такой системы в некоторый момент времени в механике определяется заданием координат и скоростей в
Центр масс
В любой системе частиц можно найти точку, называемую центром масс
Консервативные силы
Если в каждой точке пространства на частицу, помещенную туда, действует сила, говорят, что частица находится в поле сил, например в поле сил тяжести, гравитационной, кулоновской и других сил. Поле
Центральные силы.
Всякое силовое поле вызвано действием определенного тела или системы тел. Сила, действующая на частицу в этом поле об
Потенциальная энергия частицы в силовом поле.
То обстоятельство, что работа консервативной силы (для стационарного поля) зависит только от начального и конечного положений частицы в поле, позволяет ввести важное физическое понятие потенциально
Полная механическая энергия частицы.
Известно, что приращение кинетической энергии частицы при перемещении в силовом поле равно элементарной работе всех сил, действующих на частицу:
Момент импульса частицы. Момент силы.
Кроме энергии и импульса существует ещё одна физическая величина, с которой связан закон сохранения — это момент импульса. Моментом импульса частицы
Уравнение динамики вращения твердого тела.
Уравнение динамики вращения твердого тела можно получить, записав уравнение моментов для твердого тела, вращающегося вокруг произвольной оси
Кинетическая энергия вращающегося тела.
Рассмотрим абсолютно твердое тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, проходящей через него. Разобьем его на частицы с малыми объемами и массами
Центробежная сила инерции
Рассмотрим диск, который вращается вместе с шариком на пружине, надетой на спицу, рис.5.3.
Шарик находится
Малые колебания
Рассмотрим механическую систему , положение которой может быть определено с помощъю одной величины, например х. В этом случае говорят, что система имеет одну степень свободы.Величиной х может быть
Гармонические колебания.
Уравнение 2-го Закона Нъютона в отсутствие сил трения для квазиупругой силы вида имеет вид:
Математический маятник
Это материальная точка, подвешенная на нерастяжимой нити длиною , совершающая колебания в вертикальной плоск
Физический маятник.
Это твердое тело, совершающее колебания вокруг неподвижной оси, связанной с телом. Ось перпендикулярна рисунку и нап
Затухающие колебания
В реальной колебательной системе имеются силы сопротивления, действие которых приводят к уменьшению потенциальной энергии системы, и колебания будут затухающими.В простейшем случае
Автоколебания
При затухающих колебаниях энергия системы постепенно уменьшается и колебания прекращаются. Для того, чтобы их сделать незатухающими, необходимо пополнять энергию системы извне в определенные момент
Вынужденные колебания
Если колебательная система, кроме сил сопротивления, подвергается действию внешней периодической силы, изменяющейся по гармоническому закону
Резонанс
Кривая зависимости амплитуды вынужденых колебаний от приводит к тому, что при некоторой определенной для данной систе
Распространение волн в упругой среде.
Если в каком либо месте упругой среды (твёрдой, жидкой, газообразной) поместить источник колебаний, то из-за взаимодействия между частицами колебание будет распространяться в среде от частицы к час
Волновое уравнение
Уравнение волны является решением дифференциального уравнения, называемого волновым.
Для его установления найдем вторые частные производные по времени и координатам от урав
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов