3. 2. 4. 2. Примеры проявления сил Кориолиса.

Пусть шарик массой m движется с постоянной скоростью вдоль радиуса равномерно вращающегося диска, при этом(см. рис. 3.5).

а)
б)
Рисунок 3.5

Если диск не вращается, то шарик, направленный вдоль радиуса, попадает в точку A. Если диск привести во вращение в направлении указанном стрелкой, то шарик будет катиться по кривой OB. Его скорость  относительно диска меняет свое направление под действием некоторой силы, перпендикулярной скорости. Чтобы заставить шарик катиться по радиусу, используем жестко укрепленную на диске трубу, в которой шарик движется равномерно и прямолинейно со скоростью . При отклонении шарика стержень действует на него с некоторой силой. Относительно диска шарик движется равномерно и прямолинейно, что можно объяснить тем, что силауравновешивается силой, - силой инерции, перпендикулярной скорости, которая и называется Кориолисовой силой.

Сила инерции Кориолиса объясняет такие явления как отклонение Гольфстрима к северо-востоку, направление пассатов, дующих из области высокого давления в сторону экватора, рельеф берегов рек, текущих в меридианальном направлении, отклонение снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия и т.п.

3. 2. 5. Центробежная сила инерции.

Центробежная сила инерции, действующая на тела во вращающихся системах отсчета в направлении радиуса от оси вращения, зависит от угловой скорости вращения системы отсчета и радиуса R, но не зависит от скорости тел относительно вращающейся системы отсчета.

Рассмотрим проявление центробежной силы инерции на следующем примере.

Пусть диск равномерно вращается с угловой скоростью  вокруг оси, проходящей через его центр. Пусть на диске на разных расстояниях друг от друга установлены маятники (см. Рис.3.6).

Рисунок 3.6	Рисунок 3.7

В инерциальной системе отсчета, связанной с комнатой, где установлен диск, выбранный шарик равномерно вращается по окружности радиусом R относительно оси проходящей через центр диска. Следовательно, на него действует главный вектор сил, вызывающий центростремительное ускорение:

(3.30)

Относительно системы отсчета, связанной с диском шарик покоится (см. рис. 3.7), т.к. главный вектор сил уравновешивается противоположно направленной центробежной силойинерции, которая направлена от оси вращения диска и равна

(3.31)

Главный вектор сил является равнодействующей силы тяжести и силы напряжения нити.

(3.32)

Когда движение шарика установится

(3.33)

Следовательно, углы отклонения нитей маятников будут тем больше, чем больше радиус R и угловая скорость , т.к.

(3.34)

ЗАКОН !

Вопросы для самоконтроля.

1. Что изучается в разделе "Динамика"?

2. Сформулируйте первый закон Ньютона.

3. Какие системы отсчета называются инерциальными?

4. Что такое инертность тел? Что такое масса? Единицы измерения массы. Как измеряется масса?

5. Что такое сила и как она измеряется? Единицы измерения силы.

6. Второй закон Ньютона. Импульс.

7. В чем заключается принцип независимости действия сил?

8. Сформулируйте третий закон Ньютона.

9. Есть ли границы применимости механики Ньютона?