14 декабря, 2017 22:06
Жер айналмалы қозғалатын болгандықтан, оның бетімен байланыс- тырылған координаталар жүйесі инерциялық емес болады. Жер бетінің кез келген нүктесінде бұрыштық жылдамдықты тік жэне көлденең құ- раушыларғажіктеген қолайлы
|
ю = (о + ю . Бұл кұраушылар Ф ендікте сов = созіпф, ю, = шсо$ф. тй)2/?со§ф — центрден тепкіш инерция күші (К — Жер радиусы) меридиан жазықтығы бетінде жатыр. Солтүстік жартышарда ол тігінен оңтүстікке ср бұрышына ауытқыған, ал оңтүстік жартышарда солтүстікке дэл сондай бұрышқа бұрылған. Сонымен, бүл күштің тік құраушысы ауырлық кү шін өзгертеді, ал көлденең қүраушысы Жер бетіне жанай меридиан бойы- мен экваторға бағытталған. |
| рыштық жылдамдығының горизон- таль құраушысына тәуелді -2т(ы х г)’,) күш құраушысы вертикаль бағыттал- ған. Бұл күш г>’ жэне (о векторлары- ның бағыттарына тэуелді түрде денені не Жерге жақындатады, не одан алыс- татады. Кориолис күшінің бұл құ- раушысын дененің Жер бетінен алыс қашықтықтардағы қозғалысында, мы- салы, баллистикалық зымырандарды ұшырғанда ескеру қажет.
Жылдамдықтың н’ горизонталь құраушысымен байланысты Корио- лис күшінің екіншісі құраушысының шамасы -2т(ыв х г)’ )-ке тең. Бұл күш солтүстік жартышарда жылдамдык бағытына қарағанда оған эрқашан перпендикуляр ғоризонталь оңға ба- ғытталған. Осыган байланысты, солтүстік жартышарда өзендердің оң жақ жағасы сол жағына қарағанда көбі- рек құлама болады. Себебі, Кориолис күші әсерінен үдемелі қозғалған су бөлшектері оң жақ жағаны көбірек шаяды. Дәл осы себептен пойыздар бір бағытта қозғалған темір жолдың екі ізінің біреуі тезірек тозады. Ко- риолис күшінің бұл құраушысының тағы бір көрнекті мысалы — маятник тербеліс жазықтығының Жер бетіне қарағанда орнын өзгертуі (Фуко маятнигі, ). Егер маятник тепе-теңдік күйден ауытқыған қалыптан Жермен бірге қозғалған бақылаушымен салыстыр- ғанда бастапқы жылдамдығы нөлге тең болып қозғалысқа келтірілсе, |
| Кориолис күші дененің Жер бетіне салыстырмалы жылдамдығы г)’-ке тэуелді. Бұл жылдамдыкты да верти- каль жэне торизонталь қүраушыларға жіктеген қолайлы: н’ = о’в+ г>’,. Онда Кориолис күшін былай өрнектеуғе болады:
Ғк = -2 т[{(а + ю,)х(г)’в+ г)’,)] = = -2т(ы х г)’) -2т(ы х г>’) — -2т(ых\’Х ‘ » (5.23) мүндағы (юх г)’в) = 0 екені ескерілген. Жылдамдықтың вертикаль құ- раушысы і)’в меридиан жазықты- ғына перпендикуляр горизонталь жазықтықта -2т(ы х г)’в) Кориолис күшінің пайда болуына себепкер. Егер дене жогары бағытта козғалса, күш батысқа, ал төмен кұласа — шығысқа бағытталады. Жеткілікті биіктіктен құлаған дене Жер центріне верти- кальдан шығысқа карай ауытқиды. Дене ауытқуына себепкер болған күштің шамасы 2тоэь’соъср. Жылдамдықгың н’ горизонталь құраушысымен Кориолис күшінің екі құраушысы байланысты. Жердің бұ |
| өзінің тепе-теңдік орнына карай ұмтылады. Бірак, Кориолис күші оны оңға қарай итергендіктен, маятник орталык нүкте арқылы өтпейді. Соның нәтижесінде маятник жолының көлденең жазықтыктағы проекция- сы центрден өтпейтін қисык сызык болады Маятникті басқа әдіспен де, мысалы, тепе- теңдік нүктесінен бастап қозғалыс- қа келтіруге болар еді. Әрине, бүл тәжірибеде қозғалыс сипаттамасы өзгереді. Маятник центрден алыстай бастағанда Кориолис күші оған оңға бағытталған үдеу береді. Осыған бай- ланысты, маятник радиус бағытын- дағы жылдамдығы нөлге тең болатын ең үлкен ауытқу нүктесіне жеткен- де оның радиусқа перпендикуляр жылдамдығы максималды болады. Осының нәтижесінде, бүл кезде маятник траекториясының радиусы оның ең үлкен ауытқуына тең шеңбер- ге жанама болады, яғни маятниктің көлденең жазықтыктағы проекциясы , |
| Бір тербеліс барысында маятник козғалысының бағыты өте аз шамаға |
| өзгереді. Сондыктан айтарлықтай уакыт аралығында жүрген тербеліс- тер процесі тербелістер жазыкты- ғының тік айналуы болып байқалады. Алыстағы қозғалмайтын жұлдыздар- ға қарағанда, маятник тербелістері- нің жазықтығы өзінің орнын түрақты сақтайды. Ал Жердің айналмалы қозғалысына байланысты тербеліс жазықтығы оның бетінде салыстыр- малы орын ауыстырады. Полюстерде бұл орын ауыстыруды елестету оңай. Жер бетінің кез келген нүктесінде бұл құбылысты елестету қиынырак болады, бірақ процесс дэл жоғарыда айтылғандай жүреді, тек айналмалы козғалыстың бұрыштық жылдамдығы юв болады.
Маятник тербелістері жазықтығы- ның бұрыштык жылдамдығы о>(-ге тең. Сондықтан полюсте толық бір айналу тэулік (24 сағат) аралығында жүреді, ал (р ендікте толык айналу уақыты 24/яіп(р сағатқа тең. Бүдан Фуко маятнигі тербелістер жасайтын жазықтықтың экваторда айналмай- тынын байқау қиын емес. |
Автор публикации
