Не-инерциална референтна система
Когато Коперник замени референтна рамка, свързана със земята и приета през века II. К. Птолемей, на системата, свързана със слънцето, и обясни, че в движението на планетите, това е революция в човешката мисъл. В продължение на много векове, докато XVI век, хората са използвали само един изтъкнат референтна система, въпреки че движението на планетите и
биографии на учени (вж. оригинал)
Sun го описва един много сложен начин. Малко по-късно, от произведенията на Галилей и Нютон, стана ясно, че за да се опише движението на еднакво подходящ, както и всички други референтни рамки, които се движат равномерно по права линия по отношение на системата на фиксираните звезди. Така бяха отворени инерционни системи (вж. Инерция), в която движението на органи, управлявани от законите на класическата механика на Нютон.
Е, какво се е случило с референтния рамка, свързана със Земята? Земята за нас живеят на нея, все още посветен система. Проучване на движението на телата, най-вече, можете да забравите за слънцето и звездите. Строго погледнато, тази референтна система не е инерционно, тъй като Земята се върти около оста си и около Слънцето. Въпреки това, ускорението, свързани с тези движения са малки, и обикновено правим една малка грешка, като се използва, за да опише света на закони Нютон. Обикновено, но не винаги.
Спомнете си известния Фуко махалото в катедралата Свети Исак в Ленинград. Това не е просто махало варира, но неговата равнина на трептене и се върти бавно. Такъв опит за първи път през 1851 г., е направил френския учен Дж Фуко. Експериментът се провежда в голямата зала на Париж Пантеона. махало топка с тегло 28 кг, а дължината на преждата е 67 m.
Как да се обясни движението на махалото на Фуко? В крайна сметка, ако светът се прилага стриктно законите на Нютон, махалото ще се поколебал в една и съща равнина. Следователно, в неинерциални референтна рамка законите на Нютон трябва да са "правилни". Това се прави чрез въвеждане на специалните сили - силите на инерцията.
Не-инерциална референтна система - всяка система се движи по отношение на инерционна ускорение. Тя може да се движи постепенно, могат да се въртят, възможни комбинации на тези движения. Може би най-простият пример на не-инерциална референтна система - бързо движещ се асансьор. Когато се движи нагоре с асансьора да усетите "тежест" по време на ускорение на асансьора и за сближаване на безтегловност при рязко натискане на спирачките. Ако използвате системата в асансьора законите на Нютон, а след това не могат да бъдат разбрани. На човек на силата на гравитацията, и, както в системата на асансьора, той е в състояние на покой, силата на реакция от пода трябва да е равна на силата на тежестта. Но от опит, че е ясно, че това не е така. Ето защо, е необходимо на силата на гравитацията, за да добавите някаква сила, за да се разбият в асансьора и го изважда, когато се забавя. Това е силата на инерцията:
където - ускорение на асансьора, - масата на лицето. Сега всичко е в ред, за да разпръсне ускорението лифт е насочена нагоре и силата на инерцията "тежи" на лицето, което е там, а когато се забавя, а напротив, "по-лесно" (виж фиг ..). Имайте предвид, че силата на инерцията е подобен на силата на тежестта. И двете сили са пропорционални на телесно тегло. В същото време, силата на инерцията е коренно различна от конвенционалните сили, тъй като тя не е свързана с взаимодействието на реални обекти. Тези характеристики на инерционните сили и да се съхраняват в ротационното система.
Представете си, че се върти на въртележката. След това винаги ще бъде натиснат до външната страна на стола, сякаш някаква сила ви хвърля от центъра на въртене. Възможно ли е да се разбере, като се използват законите на Нютон в ротационна система? Отново, не. В тази система ви успокоя и силата на реакция от страна на стола към центъра. Така че вторият закон на Нютон е нарушено. Но всичко си идва на мястото, ако сте написали в ротационното инерционната сила - центробежната сила. Балансира реакция стола сила, а след това е ясно, защо в тази система няма движение.
А сега да разгледаме случая, когато един човек не е просто разчитам на въртележката, но и се премества от един стол на друг, например, в посоката на въртене, т.е.. Д. Премества с определена скорост в кръг върху системата на въртележка.
Оказва се, че ако има допълнителна сила на инерцията навежда човек от центъра:
където знак показва, че силата е насочена от центъра на въртене; R - радиусът на въртележката на - ъгловата скорост, скоростта на въртене на системата на карусел.
Първият план от дясната страна на формулата - е запознат центробежната сила. Това е повече, по-въртене и разположени по-далеч от центъра на тялото. Вторият план - силата на Кориолис (от името на френския учен Г. Кориолис, за първи път е била изчислена през 1831 г.). Това се отразява само на тялото се движат в ротационното система, а не зависи от позицията си.
При преместване на въртящия система не е кръг, но, например, радиално Кориолис сила ще бъде насочена странично, перпендикулярна на радиуса. По този начин, за всяко движение на въртящия система на силата е перпендикулярна на оста на въртене и скоростта на тялото.
Сега е ясно, че това е силата на Кориолис обяснява въртенето на равнината на махалото на Фуко трептене. Въпреки, че в качеството на Земята, силата на Кориолис е малка, тя все още води до редица много важни последици. Така, благодарение на търговските си ветрове - ветрове от тропиците да се отклоняват на запад. Той също така обяснява закона на Бира - реките в северното полукълбо над десния бряг е стръмен и podmytuyu от ляво, а на юг - напротив.
В този случай, силата на Кориолис натиска на водата до брега в посоката на въртене на Земята, т.е. надясно - .. В северното полукълбо и хапане - в южното полукълбо.
Кориолис сила води до деформация на органите, които попадат на изток. Този ефект се оказва една от експериментални доказателства Кориолис теория. През 1833 г., в Fray burgskoy вал немски физик Ф. Райх проведе много точни експерименти и показа, че височината на свободно падане на телата им със средно отклонение от 106 експеримента е 28.3 мм.
Ясно е, че силата на Кориолис трябва да бъдат взети под внимание, когато се движат ракети.
Свързани статии