تأثير قوة كوريوليس في التيارات البحرية
- تؤثر في اتجاه حركة المياه على سطح الكرة الأرضية.
- تنحرف المياه إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي وإلى يسار اتجاهها في النصف الجنوبي.
- يزداد انحراف المياه كلما ابتعدنا عن خط الاستواء.
في الفيزياء، قوة كوريوليس هي قوة خاملة أو خيالية تعمل على الأشياء التي تتحرك في إطار مرجعي يدور فيما يتعلق بإطار القصور الذاتي.
في إطار مرجعي مع دوران في اتجاه عقارب الساعة، تعمل القوة على يسار حركة الجسم. في واحدة مع دوران عكس اتجاه عقارب الساعة (أو عكس اتجاه عقارب الساعة)، تعمل القوة إلى اليمين.
يسمى انحراف الجسم بسبب قوة كوريوليس بتأثير كوريوليس.
على الرغم من الاعتراف السابق من قبل الآخرين، ظهر التعبير الرياضي لقوة كوريوليس في ورقة عام 1835 من قبل العالم الفرنسي جاسبارد-جوستاف دي كوريوليس، فيما يتعلق بنظرية عجلات المياه.
في أوائل القرن العشرين، بدأ استخدام مصطلح قوة كوريوليس فيما يتعلق بالأرصاد الجوية.
تصف قوانين الحركة لنيوتن حركة الجسم في إطار مرجعي بالقصور الذاتي (غير المتسارع).
عندما تتحول قوانين نيوتن إلى إطار مرجعي دوار، تظهر تسارع كوريوليس والطرد المركزي.
عند تطبيقها على الأشياء الضخمة، تتناسب القوى المعنية مع كتلها.
تتناسب قوة كوريوليس مع معدل الدوران وتتناسب قوة الطرد المركزي مع مربع معدل الدوران.
تعمل قوة كوريوليس في اتجاه متعامد مع محور الدوران وسرعة الجسم في الإطار الدوار وتتناسب مع سرعة الجسم في الإطار الدوار (بتعبير أدق، إلى مكون سرعته المتعامد مع المحور التناوب).
تعمل قوة الطرد المركزي إلى الخارج في الاتجاه الشعاعي وتتناسب مع مسافة الجسم من محور الإطار الدوار.
تسمى هذه القوات الإضافية بالقصور الخاملة أو القوى الوهمية أو القوات الزائفة.
إنهم "يسمحون" بتطبيق قوانين نيوتن على نظام دوار.
إنها عوامل تصحيح غير موجودة في إطار مرجعي غير متسارع أو بالقصور الذاتي.
في الاستخدام الشائع (غير التقني) لمصطلح "تأثير كوريوليس"، يكون الإطار المرجعي المتناوب ضمنيًا هو دائمًا الأرض.
لأن الأرض تدور، يحتاج المراقبون المرتبطون بالأرض إلى حساب قوة كوريوليس لتحليل حركة الأجسام بشكل صحيح.
تكمل الأرض دورة واحدة في اليوم، لذلك بالنسبة لحركات الأشياء اليومية، تكون قوة كوريوليس عادة صغيرة جدًا مقارنة بالقوى الأخرى؛ تصبح آثاره ملحوظة بشكل عام فقط للحركات التي تحدث على مسافات كبيرة ولفترات طويلة من الزمن، مثل حركة الهواء على نطاق واسع في الغلاف الجوي أو الماء في المحيط.
مثل هذه الحركات مقيدة بسطح الأرض، لذا فإن العنصر الأفقي لقوة كوريوليس هو المهم بشكل عام.
تتسبب هذه القوة في انحراف الأجسام المتحركة على سطح الأرض إلى اليمين (فيما يتعلق باتجاه السفر) في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي.
يكون تأثير الانحراف الأفقي أكبر بالقرب من القطبين، نظرًا لأن معدل الدوران الفعال حول المحور الرأسي المحلي هو الأكبر، وينخفض إلى الصفر عند خط الاستواء.
بدلاً من التدفق مباشرة من مناطق الضغط العالي إلى الضغط المنخفض، كما يحدث في نظام غير دوار، تميل الرياح والتيارات إلى التدفق إلى يمين هذا الاتجاه شمال خط الاستواء (عكس اتجاه عقارب الساعة) وإلى يسار هذا الاتجاه جنوبًا منه (باتجاه عقارب الساعة).
هذا التأثير مسؤول عن دوران الأعاصير الكبيرة (انظر تأثيرات كوريوليس في الأرصاد الجوية).
للحصول على تفسير بديهي لأصل قوة كوريوليس، ضع في اعتبارك جسمًا مقيدًا لمتابعة سطح الأرض والتحرك شمالًا في نصف الكرة الشمالي.
لا يُنظر إلى الجسم من الفضاء الخارجي، ولا يبدو أنه يسير باتجاه الشمال، ولكن لديه حركة باتجاه الشرق (يدور حوله جهة اليمين مع سطح الأرض).
كلما انتقلت إلى الشمال، كلما صغر "قطر موازيها" (الحد الأدنى للمسافة من نقطة السطح إلى محور الدوران، والذي يكون في مستوى متعامد مع المحور)، وبالتالي كلما كانت الحركة الشرقية لسطحها أبطأ.
عندما يتحرك الجسم شمالًا، إلى خطوط عرض أعلى، يميل إلى الحفاظ على السرعة شرقاً التي بدأ بها (بدلاً من التباطؤ ليتناسب مع السرعة الأقل شرقاً للأجسام المحلية على سطح الأرض)، لذا فإنه يتجه شرقاً (أي إلى حق الحركة الأولية).
على الرغم من عدم وضوح هذا المثال، الذي يأخذ في الاعتبار الحركة باتجاه الشمال، يحدث الانحراف الأفقي بالتساوي للأجسام التي تتحرك باتجاه الشرق أو الغرب (أو في أي اتجاه آخر).
ومع ذلك، فإن النظرية القائلة بأن التأثير يحدد دوران مياه الصرف في حوض الاستحمام المنزلي أو الحوض أو المرحاض النموذجي قد تم دحضها بشكل متكرر من قبل العلماء في العصر الحديث؛ القوة صغيرة للغاية مقارنة بالتأثيرات الأخرى على الدوران.
- تؤثر في اتجاه حركة المياه على سطح الكرة الأرضية.
- تنحرف المياه إلى يمين اتجاهها في نصف الكرة الشمالي وإلى يسار اتجاهها في النصف الجنوبي.
- يزداد انحراف المياه كلما ابتعدنا عن خط الاستواء.
في الفيزياء، قوة كوريوليس هي قوة خاملة أو خيالية تعمل على الأشياء التي تتحرك في إطار مرجعي يدور فيما يتعلق بإطار القصور الذاتي.
في إطار مرجعي مع دوران في اتجاه عقارب الساعة، تعمل القوة على يسار حركة الجسم. في واحدة مع دوران عكس اتجاه عقارب الساعة (أو عكس اتجاه عقارب الساعة)، تعمل القوة إلى اليمين.
يسمى انحراف الجسم بسبب قوة كوريوليس بتأثير كوريوليس.
على الرغم من الاعتراف السابق من قبل الآخرين، ظهر التعبير الرياضي لقوة كوريوليس في ورقة عام 1835 من قبل العالم الفرنسي جاسبارد-جوستاف دي كوريوليس، فيما يتعلق بنظرية عجلات المياه.
في أوائل القرن العشرين، بدأ استخدام مصطلح قوة كوريوليس فيما يتعلق بالأرصاد الجوية.
تصف قوانين الحركة لنيوتن حركة الجسم في إطار مرجعي بالقصور الذاتي (غير المتسارع).
عندما تتحول قوانين نيوتن إلى إطار مرجعي دوار، تظهر تسارع كوريوليس والطرد المركزي.
عند تطبيقها على الأشياء الضخمة، تتناسب القوى المعنية مع كتلها.
تتناسب قوة كوريوليس مع معدل الدوران وتتناسب قوة الطرد المركزي مع مربع معدل الدوران.
تعمل قوة كوريوليس في اتجاه متعامد مع محور الدوران وسرعة الجسم في الإطار الدوار وتتناسب مع سرعة الجسم في الإطار الدوار (بتعبير أدق، إلى مكون سرعته المتعامد مع المحور التناوب).
تعمل قوة الطرد المركزي إلى الخارج في الاتجاه الشعاعي وتتناسب مع مسافة الجسم من محور الإطار الدوار.
تسمى هذه القوات الإضافية بالقصور الخاملة أو القوى الوهمية أو القوات الزائفة.
إنهم "يسمحون" بتطبيق قوانين نيوتن على نظام دوار.
إنها عوامل تصحيح غير موجودة في إطار مرجعي غير متسارع أو بالقصور الذاتي.
في الاستخدام الشائع (غير التقني) لمصطلح "تأثير كوريوليس"، يكون الإطار المرجعي المتناوب ضمنيًا هو دائمًا الأرض.
لأن الأرض تدور، يحتاج المراقبون المرتبطون بالأرض إلى حساب قوة كوريوليس لتحليل حركة الأجسام بشكل صحيح.
تكمل الأرض دورة واحدة في اليوم، لذلك بالنسبة لحركات الأشياء اليومية، تكون قوة كوريوليس عادة صغيرة جدًا مقارنة بالقوى الأخرى؛ تصبح آثاره ملحوظة بشكل عام فقط للحركات التي تحدث على مسافات كبيرة ولفترات طويلة من الزمن، مثل حركة الهواء على نطاق واسع في الغلاف الجوي أو الماء في المحيط.
مثل هذه الحركات مقيدة بسطح الأرض، لذا فإن العنصر الأفقي لقوة كوريوليس هو المهم بشكل عام.
تتسبب هذه القوة في انحراف الأجسام المتحركة على سطح الأرض إلى اليمين (فيما يتعلق باتجاه السفر) في نصف الكرة الشمالي وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي.
يكون تأثير الانحراف الأفقي أكبر بالقرب من القطبين، نظرًا لأن معدل الدوران الفعال حول المحور الرأسي المحلي هو الأكبر، وينخفض إلى الصفر عند خط الاستواء.
بدلاً من التدفق مباشرة من مناطق الضغط العالي إلى الضغط المنخفض، كما يحدث في نظام غير دوار، تميل الرياح والتيارات إلى التدفق إلى يمين هذا الاتجاه شمال خط الاستواء (عكس اتجاه عقارب الساعة) وإلى يسار هذا الاتجاه جنوبًا منه (باتجاه عقارب الساعة).
هذا التأثير مسؤول عن دوران الأعاصير الكبيرة (انظر تأثيرات كوريوليس في الأرصاد الجوية).
للحصول على تفسير بديهي لأصل قوة كوريوليس، ضع في اعتبارك جسمًا مقيدًا لمتابعة سطح الأرض والتحرك شمالًا في نصف الكرة الشمالي.
لا يُنظر إلى الجسم من الفضاء الخارجي، ولا يبدو أنه يسير باتجاه الشمال، ولكن لديه حركة باتجاه الشرق (يدور حوله جهة اليمين مع سطح الأرض).
كلما انتقلت إلى الشمال، كلما صغر "قطر موازيها" (الحد الأدنى للمسافة من نقطة السطح إلى محور الدوران، والذي يكون في مستوى متعامد مع المحور)، وبالتالي كلما كانت الحركة الشرقية لسطحها أبطأ.
عندما يتحرك الجسم شمالًا، إلى خطوط عرض أعلى، يميل إلى الحفاظ على السرعة شرقاً التي بدأ بها (بدلاً من التباطؤ ليتناسب مع السرعة الأقل شرقاً للأجسام المحلية على سطح الأرض)، لذا فإنه يتجه شرقاً (أي إلى حق الحركة الأولية).
على الرغم من عدم وضوح هذا المثال، الذي يأخذ في الاعتبار الحركة باتجاه الشمال، يحدث الانحراف الأفقي بالتساوي للأجسام التي تتحرك باتجاه الشرق أو الغرب (أو في أي اتجاه آخر).
ومع ذلك، فإن النظرية القائلة بأن التأثير يحدد دوران مياه الصرف في حوض الاستحمام المنزلي أو الحوض أو المرحاض النموذجي قد تم دحضها بشكل متكرر من قبل العلماء في العصر الحديث؛ القوة صغيرة للغاية مقارنة بالتأثيرات الأخرى على الدوران.
التسميات
تيارات بحرية