۱۳۹۴/۱۱/۲۸، ۱۱:۳۸ ب.ظ
درود
در این قسمت میرسیم به بخش کاربردهای این نیرو
کاربرد در زمین کره چرخان
سیستم مختصات در عرض جغرافیاییφ، با محور xها به سمت شرق، yشمال و z به سمت بالا (که به صورت شعاعی از مرکز کره به سمت بیرون میباشد). مکانی را روی کره در نظر می‌گیریم که حول محور شمال می‌چرخد. سیستم مختصات محلی با محور افقی x در سمت شرق، y به سمت شمال و محور عمودی Z به سمت بالا میباشد. بردار دوران، سرعت جابجایی و شتاب کریولیس در این سیستم مختصات محلی عبارت است از : (شرق(e)، شمال (n) و رو به بالا (u). هنگامی که دینامیک جو یا اقیانوس را در نظر می‌گیریم، سرعت عمودی بسیار کوچک است و اجزا عمودی شتاب کریولیس نیز در مقایسه با شتاب g بسیار کوچک است. در این قبیل موارد فقط اجزا افقی (شرق و شمال) مورد نظر میباشد. محدودیت بالا برای مقاطع افقی عبارت است از (Vu=۰).
با قرار دادن Vn=۰، می‌توان مشاهده کرد که حرکت در سمت شرق شتاب در جهت شمال را نتیجه می‌دهد. به طور مشابه، اگرVe=۰ باشد، حرکت در جهت شمال شتاب در جهت شرق را در پی خواهد داشت. بنابراین یک حرکت به سمت شرق، یک شتاب در جهت رو به بالا به وجود می‌آورد که به اثر معروف بوده و همچنین حرکت به سمت بالا یک شتاب در جهت شرق را ناشی می‌شود.
خورشید و ستاره‌های دور دست
حرکت خورشید که در زمین دیده می‌شود توسط نیروهای کریولیس و گریز از مرکز تعیین می‌شود. برای بیان راحت، موقعیت یک ستاره دور دست را در نظر می‌گیریم (با جرم m) که بر روی خط استوا واقع شده‌است. در موقعیت r، عمود با بردار دوران Ω، بنابراین، Ω.r=۰. به نظر می‌رسد که در جهت مخالف چرخش زمین می‌چرخد، ترکیب سرعتش میباشد. این نیروی موهوم مرکب از نیروی کریولیس و گریز از مرکز به نیروی جانب مرکز معروف بوده که ستاره‌ها را در محور حرکت دورانی حول ناظر نگه می‌دارد. موقعیت اصلی برای یک ستاره بر روی خط استوا نیست، بلکه خیلی پیچیده‌است. برای جریان هوا بر روی سطح زمین، در نیمکره شمالی مسیر به سمت راست منحرف می‌شود. بعد از برخاستن با یک زاویه معین، ممکن است به سمت راست انحراف پیدا کند و اوج بگیرد.
هواشناسی
شاید مهمترین نمونه اثر کریولیس در اندازه‌های بزرگ دینامیکی اقیانوس‌ها و اتمسفر باشد. در علوم جو و اقیانوس، استفاده از یک مختصات چرخان که در آن زمین ثابت فرض شود معمول و مناسب است. نیروهای موهوم کریولیس و گریز از مرکز در این زمان می‌بایست معرفی شوند. ارتباط آنها به وسیله عدد روسبی تعیین می‌شود. گردبادها دارای عدد روسبی بالایی میباشند، بنابراین نیروی کریولیس ناچیزی دارند و مورد بحث قرار نمی‌گیرند. در مبحث بعدی مناطق کم‌فشاری هستند که نیروی کریولیس در آنجا بسیار مهم میباشد.
![[تصویر: 200px-Low_pressure_system_over_Iceland.jpg]](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/bc/Low_pressure_system_over_Iceland.jpg/200px-Low_pressure_system_over_Iceland.jpg)
جریان حول منطقه کم فشار
هنگامی که یک منطقه کم فشار در جو شکل می‌گیرد، هوا تمایل به بالا رفتن از آن دارد، اما به صورت عمودی با سرعت و به وسیله نیروی کریولیس منحرف می‌شود. یک سیستم متعادل می‌تواند خودش را با جابجایی چرخشی، یا یک هوای چرخشی پایدار سازد. زیرا عدد روسبی کوچک میباشد، تعادل نیرو قویاً نیروی گرادیان فشاری که سرعت بالای ناحیه کم فشار فعالیت می‌کند و نیروی کریولیس که در فاصله دورتر از مرکز کم فشار فعالیت می‌کند. به جای جریان پایین گرادیان، مقیاس بزرگ حرکتی در اتمسفر و اقیانوس متمایل به عمود بودن با گرادیان فشاری میباشد. این مبحث به جریان ژئوستروفیک معروف میباشد. در یک سیاره غیر چرخشی، جریان قادر است در جهت مستقیم، سریعاً از گرادیان فشاری خارج شود. قابل ذکر است که تعال ژئوستروفیکی، با حرکت اینرسی بسیار متفاوت بوده که نشان می‌دهد که سیکلون‌ها (چرخه‌های باد) در عرض‌های میانه یک مرتبه بزرگ‌تر از منحنی اینرسی جریان میباشد. این شیوهٔ انحراف، و جهت جابجایی به قانون Buys-Ballot معروف میباشد. در اتمسفر، شکل جریان سیکلون نامیده می‌شود.
در نیمکره شمالی جهت حرکت حول منطقه کم فشار به صورت پاد ساعتگرد و در نیمکره جنوبی، جهت حرکت ساعتگرد میباشد زیرا دینامیک چرخشی یک تصویر وارونه میباشد. در ارتفاع بالا، پراکندگی هوا به سمت خارج و در جهت‌های مخالف چرخش می‌کند. سیکلون‌های به ندرت در طول استوا شکل می‌گیرند و منجر به نیروی کریولیس ضعیفی در منطقه مورد نظر می‌شوند.
اثر ائوتووس
اثر کاربردی نیروی کریولیس که موجب مولفه افقی شتاب می‌شود به وسیله حرکت افقی ایجاد می‌شود. در ایجاد دیگر مولفه‌های نیروی کریولیس نیز موجود میباشد. در حرکت رو به شرق جسم به سمت شمال منحرف می‌شود. (احساس سبکی)، در حالی که در حرکت به سمت غرب، جسم رو به پایین منحرف می‌شود (احساس سنگینی). این اثر به اثر ائوتووس (Eötvös) معروف میباشد. این مولفه نیروی کریولیس در نزدیک استوا بیشتر میباشد. نیرویی که توسط این اثر تولید می‌شود، مشابه مولفه افقی میباشد، اما بیشتر نیروهای عمودی به سبب جاذبه و فشار میباشد، بدین معنی که این نیرو از لحاظ دینامیکی مهم نمی‌باشد. در اضافه جسم‌هایی که به سمت بالا یا پایین حرکت می‌کنند، به ترتیب به سمت مغرب یا مشرق منحرف می‌شوند. این اثر در نزدیک استوا بیشتر است. زمانی که جابجایی عمودی از لحاظ وسعت و مدت زمان محدود میباشد، اندازه نیرو بسیار کوچک بوده و نیازمند مختصر کردن اجزا برای پیدا کردن آن میباشد.
موشک‌های بالستیک و ماهواره‌ها
به نظر می‌رسد که موشک‌های بالستیک و ماهواره‌ها، هنگامی که مسیر حرکت آنها را بر روی نقشه رسم می‌کنیم در یک مسیر منحنی حرکت می‌کنند، زیرا زمین کروی بوده و کوتاه‌ترین فاصله بین دو نقطه بر روی سطح زمین، به صورت یک خط مستقیم نمی‌باشد. هر نقشه دو بعدی (تخت) نیازمند خم کردن برای انحنای سطح زمین میباشد. (سه بعدی) معمولاً در نقشه برجسته نما(دارای نصف‌النهارات متوازی) این انحنا در مجاورت قطب‌ها افزایش می‌یابد. برای مثال در نیمکره شمالی، موشک بالستیک که به سمت هدف دور دستی در سمت بالا پرتاب می‌شود، که از کوتاه‌ترین مسیر ممکن استفاده می‌کند (یک دایره بزرگ) بر روی نقشه به سوی مسیر شمال در خط مستقیم به سمت هدف به نظر می‌رسد و سپس منحنی به سمت بالای استوا بر می‌گردد.
این حالت اتفاق می‌افتد، زیرا عرض‌های جغرافیایی، که در بیشتر نقشه‌های دنیا تحت پوشش خطوط افقی مستقیم میباشند، در واقع در روی سطح کره به صورت منحنی میباشند، که با نزدیک شدن به قطب کوچکتر می‌شوند. در حقیقت، یک نتیجه حالت کروی زمین، اگر هم این درست باشد که زمین نمی‌چرخد، نیروی کریولیس، مطمئناً نشان داده می‌شود اما اثرش بر روی مسیر رسم شده بسیار کوچک میباشد. نیروی کریولیس در شناسایی خصوصیات مسیر گلوله برای محاسبه منحنی مسیر طولانی گلوله توپ بسیار مهم میباشد. مهمترین نمونهٔ تاریخی این مسئله بمباران پاریس بود که در جنگ جهانی اول توسط ژرمن‌ها در بمباران پاریس در فاصله ۱۲۰ کیلومتری (۷۵ مایل) مورد استفاده قرار گرفت.
و در نهایت تاثیر این اثر در تیراندازی
این اثر در تیراندازی‌های در فواصل زیاد نیز خود را نشان می‌دهد و گلوله مسیری خمیده را طی می‌کند. گفته شده است در نبردی از جنگ جهانی اول در نزدیکی جزایر فالکلند، شلیک‌های نیروی دریایی بریتانیا با ده‌ها یارد فاصله از کشتی‌های آلمانی فرود می‌آمد که علت این بود که بریتانیایی‌ها فراموش کرده بودند اثر کوریولیس در نیمکرهٔ جنوبی، عکس نیمکرهٔ شمالی است. اسنایپرهای حرفه‌ای نیز برای هدف‌های در فواصل بسیار دور این اثر را در نظر می‌گیرند.
ادامه دارد.....
توجه:
- نقل مطالب سایت فقط با ذکر منبع مجاز میباشد
در این قسمت میرسیم به بخش کاربردهای این نیرو
کاربرد در زمین کره چرخان
سیستم مختصات در عرض جغرافیاییφ، با محور xها به سمت شرق، yشمال و z به سمت بالا (که به صورت شعاعی از مرکز کره به سمت بیرون میباشد). مکانی را روی کره در نظر می‌گیریم که حول محور شمال می‌چرخد. سیستم مختصات محلی با محور افقی x در سمت شرق، y به سمت شمال و محور عمودی Z به سمت بالا میباشد. بردار دوران، سرعت جابجایی و شتاب کریولیس در این سیستم مختصات محلی عبارت است از : (شرق(e)، شمال (n) و رو به بالا (u). هنگامی که دینامیک جو یا اقیانوس را در نظر می‌گیریم، سرعت عمودی بسیار کوچک است و اجزا عمودی شتاب کریولیس نیز در مقایسه با شتاب g بسیار کوچک است. در این قبیل موارد فقط اجزا افقی (شرق و شمال) مورد نظر میباشد. محدودیت بالا برای مقاطع افقی عبارت است از (Vu=۰).
با قرار دادن Vn=۰، می‌توان مشاهده کرد که حرکت در سمت شرق شتاب در جهت شمال را نتیجه می‌دهد. به طور مشابه، اگرVe=۰ باشد، حرکت در جهت شمال شتاب در جهت شرق را در پی خواهد داشت. بنابراین یک حرکت به سمت شرق، یک شتاب در جهت رو به بالا به وجود می‌آورد که به اثر معروف بوده و همچنین حرکت به سمت بالا یک شتاب در جهت شرق را ناشی می‌شود.
خورشید و ستاره‌های دور دست
حرکت خورشید که در زمین دیده می‌شود توسط نیروهای کریولیس و گریز از مرکز تعیین می‌شود. برای بیان راحت، موقعیت یک ستاره دور دست را در نظر می‌گیریم (با جرم m) که بر روی خط استوا واقع شده‌است. در موقعیت r، عمود با بردار دوران Ω، بنابراین، Ω.r=۰. به نظر می‌رسد که در جهت مخالف چرخش زمین می‌چرخد، ترکیب سرعتش میباشد. این نیروی موهوم مرکب از نیروی کریولیس و گریز از مرکز به نیروی جانب مرکز معروف بوده که ستاره‌ها را در محور حرکت دورانی حول ناظر نگه می‌دارد. موقعیت اصلی برای یک ستاره بر روی خط استوا نیست، بلکه خیلی پیچیده‌است. برای جریان هوا بر روی سطح زمین، در نیمکره شمالی مسیر به سمت راست منحرف می‌شود. بعد از برخاستن با یک زاویه معین، ممکن است به سمت راست انحراف پیدا کند و اوج بگیرد.
هواشناسی
شاید مهمترین نمونه اثر کریولیس در اندازه‌های بزرگ دینامیکی اقیانوس‌ها و اتمسفر باشد. در علوم جو و اقیانوس، استفاده از یک مختصات چرخان که در آن زمین ثابت فرض شود معمول و مناسب است. نیروهای موهوم کریولیس و گریز از مرکز در این زمان می‌بایست معرفی شوند. ارتباط آنها به وسیله عدد روسبی تعیین می‌شود. گردبادها دارای عدد روسبی بالایی میباشند، بنابراین نیروی کریولیس ناچیزی دارند و مورد بحث قرار نمی‌گیرند. در مبحث بعدی مناطق کم‌فشاری هستند که نیروی کریولیس در آنجا بسیار مهم میباشد.
![[تصویر: 200px-Low_pressure_system_over_Iceland.jpg]](https://fa.m.wikipedia.org/wiki/%D9%BE%D8%B1%D9%88%D9%86%D8%AF%D9%87:Low_pressure_system_over_Iceland.jpg)
جریان حول منطقه کم فشار
هنگامی که یک منطقه کم فشار در جو شکل می‌گیرد، هوا تمایل به بالا رفتن از آن دارد، اما به صورت عمودی با سرعت و به وسیله نیروی کریولیس منحرف می‌شود. یک سیستم متعادل می‌تواند خودش را با جابجایی چرخشی، یا یک هوای چرخشی پایدار سازد. زیرا عدد روسبی کوچک میباشد، تعادل نیرو قویاً نیروی گرادیان فشاری که سرعت بالای ناحیه کم فشار فعالیت می‌کند و نیروی کریولیس که در فاصله دورتر از مرکز کم فشار فعالیت می‌کند. به جای جریان پایین گرادیان، مقیاس بزرگ حرکتی در اتمسفر و اقیانوس متمایل به عمود بودن با گرادیان فشاری میباشد. این مبحث به جریان ژئوستروفیک معروف میباشد. در یک سیاره غیر چرخشی، جریان قادر است در جهت مستقیم، سریعاً از گرادیان فشاری خارج شود. قابل ذکر است که تعال ژئوستروفیکی، با حرکت اینرسی بسیار متفاوت بوده که نشان می‌دهد که سیکلون‌ها (چرخه‌های باد) در عرض‌های میانه یک مرتبه بزرگ‌تر از منحنی اینرسی جریان میباشد. این شیوهٔ انحراف، و جهت جابجایی به قانون Buys-Ballot معروف میباشد. در اتمسفر، شکل جریان سیکلون نامیده می‌شود.
در نیمکره شمالی جهت حرکت حول منطقه کم فشار به صورت پاد ساعتگرد و در نیمکره جنوبی، جهت حرکت ساعتگرد میباشد زیرا دینامیک چرخشی یک تصویر وارونه میباشد. در ارتفاع بالا، پراکندگی هوا به سمت خارج و در جهت‌های مخالف چرخش می‌کند. سیکلون‌های به ندرت در طول استوا شکل می‌گیرند و منجر به نیروی کریولیس ضعیفی در منطقه مورد نظر می‌شوند.
اثر ائوتووس
اثر کاربردی نیروی کریولیس که موجب مولفه افقی شتاب می‌شود به وسیله حرکت افقی ایجاد می‌شود. در ایجاد دیگر مولفه‌های نیروی کریولیس نیز موجود میباشد. در حرکت رو به شرق جسم به سمت شمال منحرف می‌شود. (احساس سبکی)، در حالی که در حرکت به سمت غرب، جسم رو به پایین منحرف می‌شود (احساس سنگینی). این اثر به اثر ائوتووس (Eötvös) معروف میباشد. این مولفه نیروی کریولیس در نزدیک استوا بیشتر میباشد. نیرویی که توسط این اثر تولید می‌شود، مشابه مولفه افقی میباشد، اما بیشتر نیروهای عمودی به سبب جاذبه و فشار میباشد، بدین معنی که این نیرو از لحاظ دینامیکی مهم نمی‌باشد. در اضافه جسم‌هایی که به سمت بالا یا پایین حرکت می‌کنند، به ترتیب به سمت مغرب یا مشرق منحرف می‌شوند. این اثر در نزدیک استوا بیشتر است. زمانی که جابجایی عمودی از لحاظ وسعت و مدت زمان محدود میباشد، اندازه نیرو بسیار کوچک بوده و نیازمند مختصر کردن اجزا برای پیدا کردن آن میباشد.
موشک‌های بالستیک و ماهواره‌ها
به نظر می‌رسد که موشک‌های بالستیک و ماهواره‌ها، هنگامی که مسیر حرکت آنها را بر روی نقشه رسم می‌کنیم در یک مسیر منحنی حرکت می‌کنند، زیرا زمین کروی بوده و کوتاه‌ترین فاصله بین دو نقطه بر روی سطح زمین، به صورت یک خط مستقیم نمی‌باشد. هر نقشه دو بعدی (تخت) نیازمند خم کردن برای انحنای سطح زمین میباشد. (سه بعدی) معمولاً در نقشه برجسته نما(دارای نصف‌النهارات متوازی) این انحنا در مجاورت قطب‌ها افزایش می‌یابد. برای مثال در نیمکره شمالی، موشک بالستیک که به سمت هدف دور دستی در سمت بالا پرتاب می‌شود، که از کوتاه‌ترین مسیر ممکن استفاده می‌کند (یک دایره بزرگ) بر روی نقشه به سوی مسیر شمال در خط مستقیم به سمت هدف به نظر می‌رسد و سپس منحنی به سمت بالای استوا بر می‌گردد.
این حالت اتفاق می‌افتد، زیرا عرض‌های جغرافیایی، که در بیشتر نقشه‌های دنیا تحت پوشش خطوط افقی مستقیم میباشند، در واقع در روی سطح کره به صورت منحنی میباشند، که با نزدیک شدن به قطب کوچکتر می‌شوند. در حقیقت، یک نتیجه حالت کروی زمین، اگر هم این درست باشد که زمین نمی‌چرخد، نیروی کریولیس، مطمئناً نشان داده می‌شود اما اثرش بر روی مسیر رسم شده بسیار کوچک میباشد. نیروی کریولیس در شناسایی خصوصیات مسیر گلوله برای محاسبه منحنی مسیر طولانی گلوله توپ بسیار مهم میباشد. مهمترین نمونهٔ تاریخی این مسئله بمباران پاریس بود که در جنگ جهانی اول توسط ژرمن‌ها در بمباران پاریس در فاصله ۱۲۰ کیلومتری (۷۵ مایل) مورد استفاده قرار گرفت.
و در نهایت تاثیر این اثر در تیراندازی
این اثر در تیراندازی‌های در فواصل زیاد نیز خود را نشان می‌دهد و گلوله مسیری خمیده را طی می‌کند. گفته شده است در نبردی از جنگ جهانی اول در نزدیکی جزایر فالکلند، شلیک‌های نیروی دریایی بریتانیا با ده‌ها یارد فاصله از کشتی‌های آلمانی فرود می‌آمد که علت این بود که بریتانیایی‌ها فراموش کرده بودند اثر کوریولیس در نیمکرهٔ جنوبی، عکس نیمکرهٔ شمالی است. اسنایپرهای حرفه‌ای نیز برای هدف‌های در فواصل بسیار دور این اثر را در نظر می‌گیرند.
ادامه دارد.....
توجه:
- نقل مطالب سایت فقط با ذکر منبع مجاز میباشد