ما هو تأثير كوريوليس؟

يشير تأثير كوريوليس أو قوة كوريوليس في الفيزياء إلى قوة القصور الذاتي التي تعمل على الأجسام المتحركة فيما يتعلق بالإطار المرجعي الدوار. على سبيل المثال ، إذا كان للإطار المرجعي دوران في اتجاه عقارب الساعة ، فإن قوة كوريوليس تعمل في الاتجاه المعاكس لحركة الكائن. وبالمثل ، إذا كان الإطار المرجعي له عكس اتجاه عقارب الساعة أو عكس اتجاه عقارب الساعة ، فستعمل القوة أيضًا في الاتجاه المعاكس. تأثير Coriolis هو انحراف واضح للكائن بسبب دوران الأرض على محورها. في القرن التاسع عشر ، اكتشف جاسبارد-جوستاف دي كوريوليس ، وهو عالم ومهندس فرنسي ، التأثير واستخدم التعبيرات الرياضية فيما يتعلق بنظرية عجلات المياه في عام 1835. وأوضح العالم الفرنسي أن مسار كائن ما فوق أي منحنيات سطح الدورية بالنسبة إلى الأشياء على هذا السطح. يأخذ التأثير اسم Gaspard Coriolis. يرتبط استخدام مصطلحات Coriolis effect و Coriolis force في القرن العشرين بالأرصاد الجوية.

أسباب تأثير كوريوليس

السبب الرئيسي لتأثير كوريوليس هو دوران الأرض. تدور الأرض حول محورها في اتجاه عكس عقارب الساعة ، مما يؤدي إلى انحراف أي شيء يتحرك فوقه. تتناقص سرعة دوران الأرض مع زيادة خط العرض ونتيجة لذلك ، تزيد من تأثير كوريوليس. هذا البيان يعني أن الدوران عند خط الاستواء أسرع من النقاط القريبة من القطبين. لا يواجه الكائن الموجود في خط الاستواء انحرافًا ، ولكن التحرك نحو القطبين في أي اتجاه سيزيد انحرافه. إن تأثير Eotvos هو أيضًا أحد مكونات تأثير Coriolis ، مما يعني وجود قوة جاذبية ملحوظة كنتيجة لتغيير تسارع الطرد المركزي نتيجة للسرعة المتجهة غربًا أو شرقًا. الأجسام التي تسافر غربًا تشعر بثقل وتنحرف للأسفل في حين أن الأجسام المتحركة باتجاه الشرق تشعر بأنها أخف وزنا وانحرف للأعلى.

آثار كوريوليس تأثير

تأثير Coriolis له تأثير على الطقس ، والرياح ، وحركة التيارات المحيطية. إنشاء أنماط الطقس التي تستخدمها أقسام الأرصاد الجوية هو نتيجة لدوران الأرض على محورها. تدور العواصف في نصف الكرة الجنوبي في اتجاه عقارب الساعة بينما في النصف الشمالي من الكرة الأرضية عكس اتجاه عقارب الساعة بسبب تأثير كوريوليس. تتأثر الرياح العالمية أيضًا بتأثير كوريوليس. تهب الرياح قطريًا من الغرب إلى الشرق في كل من نصفي الكرة الشمالي والجنوبي ، أعلى وتحت أعلى المستويات شبه الاستوائية على التوالي. منحنى الرياح في نصف الكرة الشمالي إلى اليمين بينما في نصف الكرة الجنوبي ، يكون الانحراف إلى اليسار. كل من هذه الآثار تؤدي إلى حركة الرياح الغربية إلى القطبين. تجربة الطائرات أيضا تأثير Coriolis والطيارين بحاجة إلى تصحيح مساراتها بانتظام لتجنب الهبوط في وجهة مختلفة. تأثير Coriolis أمر حاسم في رسم مسارات لصواريخ بعيدة المدى ، للوصول إلى الأهداف المرجوة.

تطبيقات في مجالات أخرى

يستخدم مقياس تدفق الكتلة تأثير Coriolis لقياس كثافة السائل ومعدل تدفق الكتلة من خلال أنبوب. يهتز الأنبوب لتوفير إطار مرجعي دوار ، وإن لم يكن دائريًا بالكامل ، مما ينتج عنه تأثير كوريوليس. وتشمل المجالات الأخرى التي تستخدم تأثير كوريوليس الفيزياء الجزيئية ، ورحلة الحشرات في الذباب وبعض العث ، واستقرار نقطة لاغرانج في علم الفلك ، والجرعة الجيروسكوبية.

كوريوليس تأثير الأساطير

تدعي العديد من الأفلام والبرامج التلفزيونية ، مثل Wedding Crashers و Pole to Pole والحلقات في The Simpson و X-Files ، أن تصريف المراحيض وأحواض الاستحمام مختلفان في نصف الكرة الشمالي والجنوبي. هذه الحجة هي أسطورة ، وليس هناك حقيقة في ذلك. لا يحدد تأثير Coriolis الاتجاه الذي يتم من خلاله حل الألواح المائية أسفل المرحاض أو أنظمة الصرف الأخرى. يتحكم شكل الصرف في الحمامات في الاتجاه.