Сила Кориолиса — настоящая сила?

Нет, это фиктивная сила: она появляется только в описании из вращающейся системы. В инерциальной системе её нет: шайба идёт прямо, если нет реальной горизонтальной силы.

Почему траектория заворачивает вправо?

Направление зависит от знака Ω. При вращении платформы против часовой стрелки (вид сверху, как в Северном полушарии) отклонение вправо от скорости. По часовой стрелке — влево. Знак Ω можно сменить ползунком.

Как это связано с погодой на Земле?

Вращение Земли — вращающаяся система. Воздух отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Отсюда вращение циклонов и рисунок пассатов и западных ветров.

Чем модель отличается от Земли?

Плоскость без трения и постоянная Ω. На сфере сила Кориолиса зависит от широты: нуль на экваторе, максимум на полюсах. Здесь фактически одна фиксированная «широта».

Эффект Кориолиса

Шайба на вращающейся платформе без трения: кривая траектория во вращающейся системе и прямая — в инерциальной.

Платформа и запуск

Угловая скорость Ω0.65 rad/s

Начальная скорость |v₀|1.1 m/s

Направление запуска (от +x)0°

Показать инерциальную траекториюПоказать вектор скорости

Частица стартует из центра с v₀ во вращающейся системе. При ω = Ωk̂ ускорение a = −ω×(ω×r) − 2ω×v = Ω²r − 2ω×v, т.е. a_x = Ω²x + 2Ωv_y, a_y = Ω²y − 2Ωv_x. Пунктир — прямая в лабораторной системе, отображённая сюда; совпадает с интегрированным путём.

Горячие клавиши

Пробел или Enter — запуск
R — сброс

Измеренные величины

x, y (вращ.)0.000, 0.000m

v_x, v_y0.000, 0.000m/s

|v|0.0000m/s

t0.00s

Графики

О модели

Во вращающейся системе отсчёта свободное движение выглядит искривлённым. На платформе без трения шайба в лаборатории идёт прямо (первый закон Ньютона); относительно платформы её путь кривой. Ускорение в системе платформы: a = −2ω × v − ω × (ω × r) — ускорение Кориолиса и центробежное. Можно задать Ω, начальную скорость и направление запуска, включить инерциальную траекторию. Поверхность идеально гладкая, вращение равномерное, сопротивления воздуха нет. Это не сфера Земли: широта не входит, Ω постоянна.

Для кого: Первый курс: неинерциальные системы, сила Кориолиса. Углублённая школа — качественно.

Ключевые понятия

эффект Кориолиса
вращающаяся система отсчёта
инерциальная система отсчёта
центробежная сила
фиктивная сила
угловая скорость

Как это работает

Шайба скользит по диску без реальных горизонтальных сил. Во вращающейся системе путь кривой; в лаборатории — прямая. Переход от прямой лабораторной траектории к координатам платформы воспроизводит ускорения Кориолиса и центробежное.

Основные формулы

a = −2ω×v − ω×(ω×r) (нет реальной силы), ω = Ωk̂

Компоненты: a_x = Ω²x + 2Ωv_y, a_y = Ω²y − 2Ωv_x

Часто задаваемые вопросы

Сила Кориолиса — настоящая сила?: Нет, это фиктивная сила: она появляется только в описании из вращающейся системы. В инерциальной системе её нет: шайба идёт прямо, если нет реальной горизонтальной силы.
Почему траектория заворачивает вправо?: Направление зависит от знака Ω. При вращении платформы против часовой стрелки (вид сверху, как в Северном полушарии) отклонение вправо от скорости. По часовой стрелке — влево. Знак Ω можно сменить ползунком.
Как это связано с погодой на Земле?: Вращение Земли — вращающаяся система. Воздух отклоняется вправо в Северном полушарии и влево в Южном. Отсюда вращение циклонов и рисунок пассатов и западных ветров.
Чем модель отличается от Земли?: Плоскость без трения и постоянная Ω. На сфере сила Кориолиса зависит от широты: нуль на экваторе, максимум на полюсах. Здесь фактически одна фиксированная «широта».

Продолжите с близкими темами в этой категории — или все 85 в «Классическая механика».

Вся категория →

НовоеШкольные