اثر کوریولیس: زمین ثابت است

شتاب کوریولیس چیست؟ این یک پدیده فیزیکی است که به یک جسم در حال حرکت در خط مستقیم بر روی یک سطح چرخشی اتفاق می افتد.به تصویر بالا نگاه کنید: در تصویر اول توپ بر روی یک خط راست بر روی یک پلتفرم ثابت درحال حرکت است

توپ از هیچ شتاب جانبی اجتناب نمی کند. هنگامی که پلتفرم شروع به چرخش می کند، توپ شروع به خم کردن مسیر خود می کند و در نتیجه ثابت می شود که یک حرکت غیر خطی و غیر مستقیم داشته است.این شتاب جانبی به عنوان شتاب کوریولیس شناخته می شود.این یک پدیده مهم است که می تواند ثابت کند که زمین حرکت نمی کند.

برای مثال، بیایید توپ را اینگونه در نظر بگیریم که مسیر خطی خود را از مرکز این پلتفرم شروع میکند. بگذارید بگوییم این پلتفرم با سرعت ۰.۱ در ثانیه میچرخد که به معنای ۶rpm یا ۰.۶۲۸rad/sec. است.

توپ در ابتدا در مرکز پلتفرم قرار دارد، بنابراین نمیتواند به علت سرعت محیط پلتفرم در هر نقطه  کشیده شود چرا که در مرکز این سرعت صفر است و با توجه به رابطه:

Vp=ω*r

که Vp سرعت محیطی است،ω پالس و r شعاع پلت فرم است، به سمت حاشیه نسبت به شعاع افزایش می یابد. r می تواند از صفر در مرکز تا R که شعاع بیرونی است متفاوت باشد.

بدین ترتیب وقتی که توپ حرکتی مستقیم خود را از مرکز به سمت حاشیه پلتفرم آغاز می کند،سرعت به دلیل افزایش شعاع به طور مداوم افزایش می یابد. اگر توپ حرکت مستقیم خود را حفظ کند، باید یک شتاب جانبی به معنای چرخش داشته باشد،اما نمی تواند.

شتاب جانبی که توپ باید داشته باشد تا مسیر خطی خود را حفظ کند می تواند با این فرمول بیان شود: Ac=2*V*ω

که Ac شتاب کریوولیس است

V سرعت توپ است

و ω پالس است

اکنون می توانید این ایده را به زمین کروی و به طور خاص به هواپیما هایی که بر فراز زمین پرواز می کنند اعمال کنید. یک هواپیما که در جهت شرقی و غرب حرکت می کند اثر کوریولیس آن را تحت تاثیر قرار نمی دهد زیرا سرعت زمین در عرض ثابت تغییری نخواهد کرد.

اما یک هواپیما که از A می آید به نقطه A نمی رسد (همانطور که در تصویر نشان داده شده است)

مگر اینکه مسیر آن با کمک یک شتاب کوریولیس تنظیم شود.سپس می تواند به نقطه X برسد. وقتی کمی در اینترنت تحقیق کنید، می توانید این موضوع را بیابید که هواپیما دارای برخی از سیستم های الکترونیکی است که می تواند مسیر را به درستی تصحیح کند.اما این واقعا درست است؟ بیایید بررسی کنیم!

برای مثال، یک هواپیمای کوچک را که می تواند حداکثر ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت پرواز کند و از قطب شمال پرواز میکند،زمین آن را با سرعت محیطی اش نمی کشد چون قطب در محور است،r=0, so Vp=0.

فرض کنید هواپیما در جهت منحصرا جنوب پرواز کند و سرعت آن تنها یک جزء(مولفه) جنوبی ۵۰۰ کیلو متر بر ساعت داشته باشد. اما یک اتفاق خطرناک در زیر هواپیما رخ میدهد.

با ادامه حرکت به سمت جنوب،به دلیل چرخش در جهت شرق-غرب ،زمین در زیر به سرعت حرکت میکند(که به عنوان اثر افزایش شعاع است) چون r افزایش می یابد.

وقتی هواپیما به استوا می رسد،r=R یا به عبارتی ۶۳۷۱Km،، باید سرعت محیطی حدود ۱۷۰۰ کیلومتر بر ساعت داشته باشد.آیا هواپیما میتواند مسیر خود را تصحیح کند؟

نه به این دلیل که حتی اگر شروع به دنبال کردن زمین در امتداد خط استوا کند، می تواند تنها ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت داشته باشد.سوخت تمام شده است.هواپیما تلاش می کند فرود بیایید، اما در همان لحظه از فرود ازبین میرود.

Share this post

9 comments

اضافه کنید
    • flatearther ۶ تیر, ۱۳۹۶ \ب٫ظ\۳۱ ۲۰:۳۴ پاسخ دادن

      سلام بر شما دوست عزیز
      زمین در نظر ما به شکل یک دیسک هست.
      البته زمین تخت گرایان به دو گروه تقسیم میشوند
      گروه اول که زمین را دیسکی شکل و آسمان رو گنبدی تصور میکنند و گروه دوم زمین را یک صفحه و آسمان هم یک صفحه تصور میکنند.
      البته فعلا مدارکی برای اثبات نظر گروه دوم بصورت تجربی وجود ندارد و مشاهدات گنبدی شکل بودن آسمان را نشان میدهد
      موفق و سربلند باشید

  1. جعفر عربگری ۱۰ تیر, ۱۳۹۶ \ب٫ظ\۳۱ ۲۱:۲۸ پاسخ دادن

    دوست عزیز
    بنده از نظر ریاضی و فیزیک که شما هم مطمئنا قبول دارید به این متن، نگاهی میندازم و هیچ غرض شخصی در اون اعمال نمی کنم امیدوارم جبهه گیری نکنید چون به هر حال بنده معلم علم هستم و طبیعتا اگر خود فیثاغورس و اینشتین هم هر کدام از مسلمات ریاضی رو نقض کنه بنده تذکر خودمو خواهم داشت
    اگه کسی از فرمولهای ریاضی، استفاده غلط بکنه، دلیل بر غلط بودن علم نیست بلکه توانایی کم اون فردو نشون میده.

    نخست:
    این متن یا توسط یه مترجم کاملا غیر متخصص در زمینه علوم صورت گرفته و یا نویسنده اون به زبان اصلی، چیزی از علوم پایه در چنته نداشته است که فرمولها نشون میدن مورد دوم پررنگه.
    در فیزیک، تفاوت اساسی بین «سرعت» که بهش سرعت خطی هم میگن و «سرعت زاویه ای» وجود داره.
    در واقع هرگاه حرف از سرعت زده میشه یعنی فقط سرعت خطی، ولی اگر منظور سرعت زاویه ای باشه یعنی حرکتی که دارای انحرافات منظم و دایره ای یا بیضوی و یا هذلولوی یا هر خم دیگری هست قطعا باید با نام سرعت زاویه ای قید بشه.
    تهیه این متن چون توسط یه متخصص صورت نگرفته این ایراد وجود داره.
    شتاب نیز، در فیزیک، یکی از تعاریف و پارامترهای بسیار بارز و مشخصی هست که در این متن، اساسا به معنای علمی اون به کار نرفته و معلوم نیست که منظور از شتاب چیست؟ گاهی تصور کردم به معنای عجله در گفتار محاوره ای به کار رفته!
    در واقع در فیزیک، «به تغییرات سرعت، در واحد زمان، شتاب میگن» یعنی از نظر ریاضی میشه «مشتق سرعت» که واحد اون، «متر بر مجذور ثانیه» هست.
    به عبارت دیگر، شتاب در اثر هر نوع تغییری در سرعت خطی ایجاد میشه اعم از کم و زیاد شدن سرعت یا تغییر جهت بردار سرعت یعنی انحراف از مسیر هم نوعی حرکت شتابدار هست
    از اینرو، سقوط آزاد، حرکات چرخشی، ویراژی، مارپیچی، موجی، همگی شتابدار هستند
    حرکات غیر شتابدار، یا سرعت خطی بدون شتاب، به ندرت در طبیعت، وجود داره و در واقع در حالات محدودی می توان اونو تولید کرد و همچنین حالت نظری داره.
    از اینجا تفاوت اساسی سرعت خطی و سرعت زاویه ای معلوم میشه. سرعت زاویه ای چون خمیده هست پس مداوما و لحظه به لحظه دارای شتاب هست
    پس سرعت خطی اگه ثابت باشه شتاب نداره ولی سرعت زاویه ای یا چرخشی، همیشه خدا، دارای شتاب هست برای همینه که در یه سیستم بسته در حرکت ثابت خطی(مثل داخل قطار سریع السیر، یا هواپیمای راه دور)، کسی متوجه حرکت نمیشه ولی در حرکت قوسدار یا چرخشی، قطعا شتاب وجود داره یعنی لحظه به لحظه جهت بردار سرعت تغییر می کنه و این شتاب می تونه به عنوان نیروی گریز از مرکز(یا مرکز گرا) و نیروی کریولیس ظاهر بشه.

    دوم:
    در ورود به علم فیزیک، به هر دانش آموزی اصل تساوی دیمانسیون(Dimention) در دو طرف هر نوع معادله ریاضی و فیزیک رو تذکر میدن
    یعنی دو طرف هر تساوی در علم باید یک واحد یکسان و ابعاد برابر داشته باشند
    به زبان ساده امکان نداره در ریاضی و فیزیک، وزن با جرم برابر بشه، متر با سرعت برابر بشه، شتاب با سرعت برابر بشه، نیرو با زمان برابر بشه، زمان با مجذور زمان برابر بشه و…
    زیرا باید دو طرف از یک جنس و اندازه و بعد باشند
    فرمولهایی که در این متن به کار برده شده، هیچ اعتبار علمی ندارن و در واقع به هیچ وجه نمی تونن فرمولهای ریاضی و فیزیکی باشن و محاله درست باشن، دقت کنید:
    نماد ω همیشه برای سرعت زاویه ای به کار میره و واحدش طول دایره برثانیه است
    نماد r شعاع دایره و واحدش متر هست
    نماد Vp طبق چیزی که از این متن برداشت میشه قطعا سرعت خطی یا همون سرعتی است که در یک لحظه بصورت خطی در محیط دایره اندازه گرفته میشه
    با این دارایی، فرمول Vp=ω*r را بررسی می کنیم سمت راست طول دایره برثانیه ضربدر شعاع است یعنی مجذور متر بر ثانیه
    حال سمت چپ چه؟
    سمت چپ سرعت خطی است یعنی محیط دایره بر ثانیه در واقع متر بر ثانیه
    چطور ممکنه بگیم ((مجذور متر بر ثانیه=متر بر ثانیه)) باشه؟
    پس این فرمول غلطه
    اما فکر می کنید فرمول دوم یعنی Ac=2*V*ω چطوره؟ آیا درسته؟
    نخیر، این هم متاسفانه فرمول غلطیه.
    در واقع، بحث دایمنشن در این فرمول مجعول هم اینو میگه که نویسنده چیزی از فیزیک و ریاضی نمیدونسته.
    بررسی کنیم:
    سمت راست، ضرب دوتا سرعته ولی سمت چپ فقط شتاب نامیده شده! و میدونیم که شتاب با a نشون داده میشه و واحدش متر بر مجذور ثانیه است.
    آیا ((مجذور متر بر مجذور ثانیه=متر بر مجذور ثانیه)) ؟
    نخیر غیر ممکنه.
    و هرگز چنین فرمولهایی در ریاضی و فیزیک وجود نداشته و نخواهند داشت.
    پس از نظر علمی کل این مبحث که بر دو فرمول بنا شده بود بی اعتبار است.

    سوم:
    آیا شما زمین تخت رو با کره برابر میدونید؟
    مطمئنا نه، چرا که همه این دعواها به خاطر اینه که نمی خواهید زمین تخت رو مثل زمین کروی تصور کنید.
    خب با این حساب تعجب می کنم چطور نیروی کریولیس موجود روی اون صفحه دایره ای و تخت که در تصویر نشون دادید و فردی روی اون ایستاده و گلوله ای رو قل میده و در اثر چرخش اون دیسک، گلوله هم به سمتی منحرف میشه رو بر روی کره هم تعمیم دادید و تصور کردید که در کره هم، سطحی صاف داریم که گلوله باید بر روی اون قل بخوره و به طرفی منحرف بشه
    الآن وارد نحوه محاسبه این نیرو بر روی کره نمیشم چون مبحث مفصلیه و اساسا با دیسک تخت متفاوته
    البته با این اشکالی که در این متن ساده بود قطعا درک کریولیس بر سطح گرد کره، از حوصله هر دوستی که در این صفحات می چرخه خارجه.
    ولی دوست عزیز، چطور حاضر شدید نیروی صفحه تخت رو به سطح یه کره که هیچ صافی و تختی نداره تعمیم بدید و نتیجه بگیرید که سرعت در استوا با سرعت در قطب، از زمین تا آسمون تفاوت داره؟
    بله درسته سرعت خطی یا همون که شما بهش سرعت محیطی گفتید که سرعت لحظه ای نقاط سطح زمین باشه در استوا و نزدیک اون خیلی بیشتر از سرعت خطی در قطبین و نزدیکهای اونه
    ولی توجه کنید که گفتیم زمین مسطح نیست که شتاب حاصل از چرخش و سرعت زاویه ای، در حاشیه، بیشتر از مرکز باشه
    ما هرگز قطبین زمین رو نمی تونیم با مرکز دیسک برابر فرض کنیم.
    وقتی جسمی نیمه جامد یا ژله ای می چرخه، هرگز تبدیل به دیسک نمیشه بلکه به حالت کروی در میاد. چرا؟
    برای اینکه در کره توزیع شتاب، یکسان هست.
    عسلی برا با میله ای از ظرفش بردارید کش میاد ولی برای اینکه نریزه، میله رو می پیچانند و عسل به شکل گلوله در میاد نه دیسک!!!
    چون توزیع شتاب در سطح دیسک نابرابره ولی در سطح کره برابر هست.

    نتیجه:
    شتاب سرعت زاویه ای زمین، در قطبین با شتاب در استوا، برابر هست.

    سوال مهم:
    با این وجود، چرا پس در زمین کروی، چرخش متفاوت گردابها و گردبادها، در دو نیمکره شمالی و جنوبی، با نیروی کریولیس توجیه میشه در حالی که میگید بر روی هواپیما تاثیر نداره؟؟؟
    بله چون هیچ هواپیمایی در آسمان، معلق و رها نیست و از طرفی بر روی زمین هم ولو نیست و سفت به زمین می چسبه و در آسمان، تحت نیروی پیشرانه خود بوده و اثر ضعیف کریولیس چندان قابل اندازه گیری با اون نیست.
    ولی آبها و هوا، بر روی زمین ولو هستند و به راحتی بر روی هم می لغزند و مثل جامدات، به زمین، گیر نکرده اند و نیروی پیشرانه مستقلی هم ندارند لذا تحت نیروی کریولیس قرار میگیرند.

    قبلا در یادداشت مستقلی گفته شد که شهابسنگها که غافل از نیروی جاذبه زمین هستند وقتی وارد جو میشن از آنجایی که زمین در حال چرخش به دور خود هست لذا به مسیر مستقیم خود ادامه میدهند ولی از دید ناظر زمینی، حرکتی کاملا مورب به خود میگیرند و هرگز بصورت عمودی به سطح زمین برخورد نمی کنند.
    این امر دقیقا مانند وقتی است که باران بصورت عمودی می بارد که اگر در زیر باران بدویم، احساس خواهیم کرد که باران، نه از آسمان و عمودی، بلکه از روبرو و بصورت مورب به صورتمان برخورد می کنه.
    اثر کریولیس هم مانند همینه، حاصل جمع دو بردار، یکی به سمت بیرون از مرکز، و دیگری هم در جهت مماس بر دایره، قرار میگیره و منحرف می کنه.

    • flatearther ۱۱ تیر, ۱۳۹۶ \ق٫ظ\۳۱ ۰۷:۱۰ پاسخ دادن

      سلام جناب عربگری
      متشکرم متن جالب و کاملی نوشتید و به نکات درستی اشاره کردید اما از جایی که مقاله نیاز به یک توضیح تصویری داشت، بنده یک توضیح تصویری از این مقاله پیدا کردم که پیشنهاد میکنم حتما ببینید:
      https://www.youtube.com/watch?v=BO8iFVU0oZw

      چون برخی مواردی که در مقاله ذکر شد، مبهم و کامل نبود.
      موفق و پیروز باشید

  2. جعفر عربگری ۱۰ تیر, ۱۳۹۶ \ب٫ظ\۳۱ ۲۱:۵۸ پاسخ دادن

    لازمه تذکر بدم که برابری شتاب در قطبین با استوا از نطر من برابری دقیق نیست بلکه تقریبی است که بر جامدات ذی شعور قابل مشاهده و سنجش یا تاثیرگذار نیست لیکن‌ بر مایعات و گازها اندکی موثر هست
    حوادث غیر مترقبه در هواپیماها و کشتیها بعید هم نیست که حاصل ناآشنایی ما با همین‌نیرو باشه که اغلب هم دلایلش ناشناخته میمونه و براش افسانه سازی یا خیالبافی می کنن. کشتیها و هواپیماهای راه دور بدون سیستم ناوبری اعلب دچار حادثه میشن
    میگن پرنده ها مسزر دراز شمال جنوب خودشونو با رویت میدانهای مغناطیسی زمین اصلاح میکنن
    پس همیشه یه اصلاحگر در ناوبری هست بهتره بگیم مبدا تا مقصد نشانه گذاری میشه و خطوط مخابراتی ناوبری مانند چراغهای راهنما میگن که الان باید کدام جهت طی بشه
    بله ممکنه یکی از قطب چشماشو ببنده و موازی با سطح زمین عمودی به سمت استوا بیاد ولی ببینه که با مقصد کیلومترها فاصله داره
    ممکنه
    ولی این کار در عمل انجام نمیشه.

    • flatearther ۱۱ تیر, ۱۳۹۶ \ب٫ظ\۳۱ ۱۲:۵۸ پاسخ دادن

      سلام مجدد خدمت شما
      میتونید از سایت رادیو فردا دانلود کنید
      پیام شمارا به قند شکن تغییر دادم چون همانطور که باید بدانید این سایت به این کلمات ممکن است حساسیت نشان داده و مشکل ایجاد شود.
      موفق و سربلند باشید

ارسال نظر جدید