Физические основы механики. Кузнецов С.И. - 48 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

48
ких системах формально такой же вид, что и в инерциальных системах
отсчета.
Чтобы заставить шарик катится вдоль
ОА, нужно сделать направ-
ляющую, выполненную в виде ребра. При качении шарика направляю-
щее ребро действует на него с некоторой силой. Относительно вра-
щающейся системы (диска), шарик движется с постоянной по направле-
нию скоростью. Это можно объяснить тем, что эта сила уравновешива-
ется, приложенной к шарику силой инерции:
[
]
ω,υ2F
к
r
r
r
m= , (4.5.5)
здесь
к
F
r
– сила Кориолиса, также являющаяся силой инерции, ω
r
– угло-
вая скорость вращения диска.
Сила Кориолиса вызывает
кориолисово ускорение. Выражение для
этого ускорения имеет вид
[
]
.ω,υ2
к
r
r
r
=
a (4.5.6)
Ускорение направлено перпендикулярно векторам
ω
r
и
υ
r
и макси-
мально, если относительная скорость точки,
υ
r
ортогональна угловой
скорости ω
r
вращения подвижной системы отсчета. Кориолисово уско-
рение равно нулю, если угол между векторами
ω
r
и
υ
r
равен нулю или π,
либо если хотя бы один из этих векторов равен нулю.
Следовательно, в общем случае при использовании уравнений
Ньютона во вращающейся системе отсчета, возникает необходимость
учитывать центробежную, центростремительную силы инерции, а также
кориолисову силу.
Таким образом,
к
F
r
всегда лежит в плоскости, перпендикулярной к
оси вращения. Сила Кориолиса возникает только в случае, когда тело
изменяет свое положение по отношению к вращающейся системе отсче-
та.
Влияние кориолисовых сил необходимо учитывать в ряде случаев
при истолковании явлений, связанных с движением тел относительно
земной поверхности. Например, при свободном падении тел на них
дей-
ствует кориолисова сила, обуславливающая отклонение к востоку от
линии отвеса. Эта сила максимальна на экваторе и обращается в нуль на
полюсах. Летящий снаряд также испытывает отклонения, обусловлен-
ные кориолисовыми силами инерции. Например, при выстреле из ору-
дия, направленного на север, снаряд будет отклоняться к востоку в се-
верном полушарии
и к западу – в южном. При стрельбе вдоль экватора
силы Кориолиса будут прижимать снаряд к Земле, если выстрел произ-
веден в восточном направлении.
Сила Кориолиса, действует на тело,
движущееся вдоль меридиана в
северном полушарии вправо и в южном – влево (рисунок 4.11).

Страницы