Cześć!

Mam pytanie, które wielu z Was na pewno wyda się banalne.
Mnie również się takie wydało w pierwszym momencie - dopóki nie zdałem sobie sprawy, że nie potrafię na nie wyczerpująco odpowiedzieć... ani znaleźć odpowiedzi w necie i książkach.

A zadał mi je dzieciak z podstawówki...

Dlaczego występuje odchylenie w ruchu obiektów na Ziemi od linii prostej, i na różnych półkulach odchylenie jest w różne strony?

Chodziło o zagadnienie skręcania "głównych" wiatrów na ziemi, czyli dlaczego wektory przemieszczania się mas powietrza na schematach takich jak ten są wygięte w różne strony:

Ponieważ teoretycznie bez ruchu obrotowego to powietrze powinno wiać "pionowo", od zwrotników równo na północ/południe do równika i kół podbiegunowych.

Ok, efekt Coriolisa. Wynika on pośrednio z ruchu obrotowego Ziemi z zachodu na wschód, a bezpośrednio z różnicy prędkości obrotu Ziemi na różnych szerokościach geograficznych (na równiku najszybciej, im bliżej biegunów tym wolniej).

Z tego wynika, że nie będą wiały "pionowo", tylko po skosie, czyli tak:

Te czerwone strzałki - to jest dla mnie logiczne, ponieważ im powietrze jest bliżej równika, tym Ziemia szybciej spod niego ucieka, czyli szybciej "zostaje w tyle" - bliższy równikowi koniec strzałki jest zawsze bardziej na zachód.

Zostaje to odchylenie. Dlaczego te strzałki są wygięte i to w akurat takie strony, a nie inne?


Nie mam niestety za wiele wspólnego z fizyką. Zagadnienie wydaje się proste, powszechnie znane i spotykane, ale nie umiem tego wyjaśnić. Pomyślałem, że inni żeglarze może są bardziej doedukowani ode mnie w tym temacie. Ktoś pomoże i podpowie? Tylko nie zbyt naukowo poproszę, tak dla zwykłego zjadacza chleba

Może to przeczytaj: https://zapytajfizyka.fuw.edu.pl/pytani ... atmosfery/ wydaje się w miarę "dla zjadacza chleba".

_________________
Pozdrawiam,
Marek Grzywa

Bardzo fajny artykuł, dzięki! Ale nie odpowiada niestety na pytanie.
Nie dotyczy ono ogólne cyrkulacji powietrza, a tylko podaje je za przykład oddziaływania Coriolisa.

Chodzi konkretnie o takie zdanie:


To cytat z tego artykułu, ale w prawie każdej publikacji jest napisane dokładnie to samo.

Zrozumiałe jest, że siła Coriolisa działa i wynika z ruchu obrotowego Ziemi.
Że ta siła odchyla kierunek ruchu mas powietrza.
Ale dlaczego na północnej w prawo, a na południowej w lewo?
To jest fragment, na który odpowiedzi nigdzie nie mogę znaleźć.

Mysle, ze okreslenie w prawo czy w lewo niepotrzebnie komplikuje sprawe. Chodzi chyba o to, ze siła Coriolisa powoduje odchylenie w kierunku zachodnim gdy cos porusza sie w strone rownika, a w kierunku wschodnim gdy porusza sie w kierunku ktoregos z biegunow tzn. w kierunku osi obrotu.

Tak mi to chyba Pan na geografii tlumaczyl.

A no dlatego, że Ziemia kręci się wokół swej osi z zachodu na wschód.
I każde ciało (przedmiot, cząsteczka), przemieszczając się w tym układzie, zachowuje swój pęd.
W efekcie np. powietrze w niżu nie trafia do centrum niżu po prostej. Bo ma wyjściowo jakąś prędkość = prędkości powierzchni Ziemi w tym miejscu ( wynikający z rotacji Ziemi).
W najprostszym przypadku, idąc na północ, ma powiedzmy, wyjściowo w danym punkcie prędkość 100. Ale w punkcie leżącym dalej na północ, wszystkie przedmioty mają prędkość (liniową - nie kątową) mniejszą (powiedzmy 80). Bo odległość do osi rotacji (nie do centrum Ziemi) jest tam mniejsza. Siłą rzeczy, zgodnie z zasadą zachowania pędu, przechodząc w kierunku tego punktu, tor tej cząsteczki powietrza (masy powietrza) odchyli się więc w prawo od wektora gradientu ciśnień.
Znajdzie się więc, docelowo, w punkcie przesuniętym o wartość 20 na wschód względem południka wyjściowego.
Oczywiście jest to uproszczenie, bo ruch ten jest w każdej milisekundzie odpowiednio korygowany i nie jest to linia prosta.
.........................
Dotyczy to każdego ruchu na Ziemi, w wodzie w powietrzu.

Z powodu siły Coriolisa mamy np.:
- zakola rzek, meandrowanie rzek, (nie płyną prosto w dół)
- taki wygląd trąby powietrznej, i kierunek ruchu cząstek powietrza w niej, jaki mamy,
- takie zachowanie wiatru w szkwale, będącym np. wynikiem istnienia w danym miejscu prądów wznoszących, jakie mamy
- wiry na zastawkach serca,
itp. itd.

Każdy ruch na Ziemi podlega z natury rzeczy działaniu siły Coriolisa.

_________________
Pozdrawiam Krzysztof
Tango 780S, przedtem MAK 747 GT przez 20 lat, a jeszcze wcześniej BEZ-4.

Ale dlaczego w zachodnim, kiedy porusza się w stronę równika? A wschodnim gdy w stronę biegunów? Dlaczego na północnej i południowej półkuli jest inaczej, skoro przecież "dolna" część Ziemi nie kręci się w drugą stronę?..



Odchyli się, tak. Skończy się bardziej na prawo, niż się zaczął. Ale dlaczego będzie miał kształt wygiętego w prawo łuku?
Cała reszta jest oczywista.
Poza tym jednym elementem, który cały czas drążę, bo jest dla mnie niejasny. Do zrozumienia tego brakuje mi jakiegoś elementu, bez którego całość się jakoś nie łączy.

Abstrahując od wiatru, a skupiając się na ruchu.
Leci sobie obiekt od równika prosto w stronę bieguna północnego. I malujemy jego trasę na globusie.
Równik kręci się najszybciej, a im dalej na północ - tym ruch obrotowy wolniejszy.

Więc oczywistym jest, że początek tej trasy będzie bardziej na zachód, niż koniec (ponieważ Ziemia kręci się w tym właśnie kierunku).

Ale nie jest już dla mnie jasne, dlaczego ta trasa jest łukiem wygiętym w tę a nie inną stronę.

Ponieważ z faktu, że ziemia kręci się szybciej na równiku, a wolniej im dalej na północ (ew. południe) wynika, że trasa obiektu może przyjąć jeden z trzech wariantów:

W każdym z nich początek trasy jest bardziej na zachód, niż koniec (co wynika z ruchu obrotowego Ziemi). Dlaczego tylko jedna z tych opcji jest jednak prawidłowa, dlaczego akurat ta, i dlaczego na półkuli południowej jest inaczej?

No.. nie każdy - siła Coriolisa to iloczyn wektorowy prędkości kątowej (dla Ziemi to wektor równoległy do osi obrotu Ziemi, o zwrocie z S na N) oraz prędkości (liniowej) poruszającego się ciała. Czyli na ciało poruszające się równolegle do osi obrotu siła Coriolisa nie działa (tak się lekko czepiam).

A tak poza tym to masz rację .


A co do pytania autora - piszesz o 'uciekaniu Ziemi' czy jakoś tak - wydaje mi się, że nie wiesz co to siła Coriolisa i może stąd problem? Jak chodzi o kierunki odchylenia to właśnie wynikają ze zwrotu wektora prędkości ciała (ściśle - jego 'ustawienia' względem wektora prędkości kątowej Ziemi), gdy zmienimy zwrot prędkości na przeciwny (do równia na od równika) to zmieni się zwrot siły - ot cała tajemnica.

Edit - jak nie wiesz jak działa dokładnie iloczyn wektorowy to w skrócie: ważna jest dla nas składowa prędkości prostopadła do osi obrotu - jak idziemy do równika to się oddalamy od osi, jak do bieguna to się przybliżamy - stąd zmiana znaku (zwrotu) wynikowej siły.

Nie wiem czy rozumiem ostatnie pytanie (ostatnie trzy rysunki). Jak dobrze rozumiem problem to założenia są takie:
ciało rusza z punktu A i 'próbuje' lecieć prosto do bieguna ze stałą prędkością ?

Jeśli tak to pomyślmy... siła Coriolisa będzie działać i 'znosić' ciało w bok (mam nadzieję, że już jasne czemu raz w jedną a raz drugą). Ta siła będzie powodować przyspieszenie ciałą (zgodnie z II zasadą dynamiki), więc ciało będzie nabierać prędkości - u Ciebie, na wchód. Ta prędkość będzie cały czas rosła! Czyli ciało leci ze stałą prędkością ku biegunkowi i coraz szybciej na wschód , więc jego tor wykrzywia się coraz bardziej do wujka Putina

_________________
Jeśli nie wiesz do jakiego portu chcesz dopłynąć, nie licz że wiatry będą ci sprzyjać.
Pozdrawiam, Krzysiek Gawor

Dokładnie tego elementu mi brakowało. To takie oczywiste... aż głupio. Tak oczywiste, że nigdzie nikt o tym nie napisał, a mi się bez tego prostego przecież wniosku całość nie kleiła. Brakowało w całym rozumowaniu wyłącznie tego, że ciało/wiatr/cokolwiek tam innego musi przyspieszać, i to daje "zakręt" w określoną stronę, zależną od ruchu, a nie linię prostą po skosie. Cała reszta była oczywista. Ale czasami tak trzeba drążyć, żeby znaleźć, czego brakuje.

Dzięki!

Dlatego np. wszelkie możliwe owady, ćmy, ważki, motyle itp. mają narządy (haltery), które je stale informują o wartości efektu Coriolisa. Jeśli więc dana ćma leci na północ i jednocześnie się wznosi inna jest składowa efektu Coriolisa, niż gdy leci na północ i jednocześnie opada.

I, patrząc w większej skali, skoro Wszechświat rotuje , to i na ten przykład masz galaktyki spiralne. Albo, patrząc odwrotnie, skoro mamy galaktyki spiralne (choćby naszą) - to znaczy to, że Wszechświat rotuje. Taka galaktyka jest jak gdyby niżem. Cała materia zmierza do centrum galaktyki, no ale ruch rotacyjny całego Wszechświata powoduje, że nie "spadają do centrum po prostej" ale z odpowiednim odchyleniem. I mamy "wir".

_________________
Pozdrawiam Krzysztof
Tango 780S, przedtem MAK 747 GT przez 20 lat, a jeszcze wcześniej BEZ-4.

Podoba mi się porównanie galaktyki do niżu - niby oczywista analogia, ale jakoś nigdy tego w głowie nie połączyłem

_________________
Jeśli nie wiesz do jakiego portu chcesz dopłynąć, nie licz że wiatry będą ci sprzyjać.
Pozdrawiam, Krzysiek Gawor

Wielkie dzięki dla autora tego tematu oraz dla tych, którzy udzielili odpowiedzi.


Sent from my iPhone using Tapatalk

_________________
"nigdy nie polemizuj z idiotą, najpierw sprowadzi Cię do swojego poziomu a potem pokona doświadczeniem" M Twain

A jak to zostało zbadane? Pytam serio, boAle efekty tego działania nie zawsze są takie oczywiste i widoczne.
Dawno temu wyczytałem gdzieś, że po wyjęciu korka z wanny, nad otworem wylotowym powstaje wir, w którym na naszej półkuli woda kręci się w lewo, a u Australijczyków w prawo. Bo siła Coriolisa etc., etc.
Tak się złożyło, że następnego dnia pławiłem się w wannie i po wyjściu z niej i wyciagnięciu korka po minucie powstał wir w prawo. Postanowiłem zbadać zjawisko empirycznie. Przez kilka dni nalewałem wody do wanny (170 cm) i wyciągałem korek dokładnie pionowo. Rezultat: na 20 wanien - 11 razy wir kręcił się w lewo, z 9 w prawo.
Podobnie jest z tornadami. Większość (na naszej półkuli) kręci się w lewo, ale niektóre w prawo. Fizycy atmosfery tłumaczą to w ten sposób, że tornado jest efektem innego kierunku wiatru w górze a innego na dole, a działanie Coriolisa jest tylko pośrednie. Powierzchnia działania tornada to kilkaset kilometrów kwadratowych, a widoczne efekty Coriolisa wymagają dziesiątków i setek tysięcy kilometrów kwadratowych.
To jak to jest z zastawkami?
Czy - produkując np. sztuczne zastawki - robi się inne dla Francuza, a inne dla Argentyńczyka?

_________________
Pozdrawiam
Janusz Zbierajewski

Nie wiem jak jest z zastawkami, na moje oko nie powinnien tam efekt Coriolisa być widoczny - w sensie pomijalny rząd wielkości siły. Ale to tylko zgadywanie moje.
Kiedyś liczyłem ze studentem zadanie: "dwóch myśliwych strzela do jelenia z odległości 200m, jeden chybia i trafia w drzewo oddalone o 10 cm od celu - kolega się śmieje, że nie trafił, a ten tłumaczy, że dobrze celował tylko Coriolisa nie uwzględnił"
Było podane w którą stronę strzela, prędkość kuli (spora). Nie pamiętam wyniku, ale wyszło, że kulę p. Coriolis mógł przesunąć o jakieś ułamki milimetra. Zatem ciężko mi sobie wyobrazić zauważalny efekt przy delikatnych ruchach zastawki - co więcej zupełnie byłoby inaczej gdyby się pacjent ustawił w różnych kierunkach (stał, leżał, tworzą na N czy S).

Dodam, że możłiwe, iż piszę bzdury bo źle wyobrażam sobie pracę zastawki.

_________________
Jeśli nie wiesz do jakiego portu chcesz dopłynąć, nie licz że wiatry będą ci sprzyjać.
Pozdrawiam, Krzysiek Gawor

No i nie mógłby podróżować na drugą półkulę ziemi.


Sent from my iPhone using Tapatalk

_________________
"nigdy nie polemizuj z idiotą, najpierw sprowadzi Cię do swojego poziomu a potem pokona doświadczeniem" M Twain

200 metrow to malo, jednak podobno w pojedynkach artyleryjskich na dystansie kilkunastu kilometrow bierze sie poprawke.
Co to ma do zastawek? Pewnie tez nic.

Wiadomo przeciez, ze jak u nas kreci sie w prawo, to swiadczy to o wplywie zlych fluidow.
Twoje naukowe doswiadczenia i wynikajace z nich statystyki tylko potwierdzaja te teorie.
Catz

_________________
Naziole, w pysk wam mówię litość moje ( prawie Wyspianski)

Ale da się zauważyć, szczególnie, gdy się nad tym zastanowić.
Efekt Coriolisa można przyrównać, albo spróbować sobie łatwiej wyobrazić np. analizując niby inny trochę układ powiązań, jakim jest np. łyżwiarka wykonująca piruet. Tam też masz efekt zachowania pędu (tym razem efekt wirówki) Można powiedzieć, że ramiona łyżwiarki podczas dociskania do ciała przechodzą jakby z niższych szerokości geograficznych do wyższych. Efektem jest zwiększenie prędkości kątowej całego układu (całej łyżwiarki z kończynami).

Oczywiście, jak to próbowałem zrobić ja, to niekoniecznie efekt był oszałamiający. Niemniej siły działające na ramiona, gdy piruet wychodzi są duże. A dobrej łyżwiarce energii wyzwolonej ściągnięciem rąk i nogi możliwie blisko do osi rotacji starczyć potrafi na minutę wirowania.

Podobnie dzieciaki na podwórkowych karuzelkach potrafią znacznie przyspieszyć jej obrót, przechodząc do środka (centrum) karuzelki. I wyhamować, wychylając się na zewnątrz.

Efekt wirówki jest bardzo zbliżony do efektu Coriolisa. Bo i tu i tu chodzi o zachowanie pędu danej struktury.
...............................


Autor tego pomysłu miał ograniczoną wyobraźnię. Jeśli wartość pędu już zastanego jest istotnie duża, w porównaniu do siły Coriolisa, to on, rzecz jasna, przeważy.
By rzecz zaobserwować, musiałbyś mieć idealne warunki. Wyobrażam to sobie jako idealnie okrągłą wannę, korek dokładnie na środku i system "łańcuszka" nie zaburzający stanu wyjściowego.

Kłania się wartość (liczba) Rossby'ego. Czyli możliwość wyobrażenia sobie, czy dla danego układu wartość efektu Coriolisa jest łatwo zauważalna.

Jak sobie zamieszasz łyżeczką herbatę w szklance w lewo, to się będzie kręciła w lewo.
Jak zamieszasz w prawo, będzie się kręciła w prawo.
Wymuszony pęd masy wody w szklance będzie przeważał.

.......................
No i tu masz też te zastawki.
Póki przepływ nie jest szybki (nie masz wady serca), przepływ jest "laminarny" nieomal. Na obecnie istniejących aparatach można wręcz śledzić (w tzw. kolorowym doplerze) jak krew omywa jamę serca w napływie i następnie jak idzie dalej.
Natomiast , gdy masz wadę serca i efektywna powierzchnia przepływu z jednej jamy serca do drugiej ma wymiar zamiast powiedzmy 3cm2, tylko 0,5cm2, masz niezwykle szybki przepływ krwi, dający wiry, "turbulencje".
By ocenić, policzyć gradienty itp. trzeba kilkakrotnie przeskalować dany ekran, w porównaniu do normy.


Dokładnie tak. Póki zastawka "delikatna" (czyli normalna), wiele nie dostrzeżesz, przynajmniej na tym etapie techniki wizualizacji. Może za kilkaset lat?
Ale przy ciężkiej wadzie, duża prędkość przepływu, masz tornado.

_________________
Pozdrawiam Krzysztof
Tango 780S, przedtem MAK 747 GT przez 20 lat, a jeszcze wcześniej BEZ-4.

No nie wiem jak to jest z tymi zastawkami, ale na półkuli północnej, ewidentnie widzę efekt Coriolisa przy odkręcaniu korków z flaszek.
PS
Sprawdzić u starej Sobieskiej, czy wie o innych typach flaszek.

_________________
Pozdrawiam - Paweł Dąbrowski
Stopy wody pod kilem i pełnych zbiorników.

@soko - pomyliłeś pęd z momentem pędu (mówię o rotowaniu łyżwiarki, karuzeli itp). To nieco inna całka ruchu i nie ma nic wpsólnego z siłą coriolisa tylko z rozkładem masy względem osi obrotu (czyli zmieniającym się momentem bezwładności ciała).

Laminarność/turbuletność przepływu również nie wpływnie na wartość siły Coriolisa - tzn różnica będzie taka, że dla przepływu laminarnego siła będzie stała, a dla turbulentnego na każdy 'kawałek' cieczy będzie działać inna i w inną stronę co - być może - zmieni nieco przepływ krwi, ale ciągle, stawiam dolary przeciw orzechom, że nie będzie to miało zasadniczego wpływu na działanie urządzenia.

_________________
Jeśli nie wiesz do jakiego portu chcesz dopłynąć, nie licz że wiatry będą ci sprzyjać.
Pozdrawiam, Krzysiek Gawor

Kiedyś (na Polonusie) pojechaliśmy do Ekwadoru, a tam w Quito jest MUZEUM RÓWNIKA (ca. 25 US dolków za wejście)
Muzeum jest na świeżym powietrzu i nie ma nic wspólnego z równikiem. BTW pomnik równika znajdujący się kilka kilometrów obok też nie ma nic wspólnego z równikiem.
W muzeum równika jest Pańcia co ma ZLEW , WODĘ, LISTKI (żeby łatwiej zauważyć ruch wody), KOREK DO ZLEWU i WIADRO. Pańcia stoi pod tablicą opisującą ( ) efekt działania siły Curiolisa i bezustannie wyrywa korek i przelewa wodę.

Za 10 USD przenosi swój zlew na południową półkulę (ta czerwona linia to równik), wlewa wodę z wiadra, wrzuca listki i pokazuje, że wir jest clockwise'owy.
następnie przenosi zlew na półkule północną (w sensie, że krok obok), wlewa wodę z wiadra, wrzuca listki, wyciąga korek i... jest anticlockwise twist

Podglądałem ją przez kilka sesji i nie zauważyłem żadnego podejrzanego machnięcia dłonią - ona jest miszczem curiolisowania




- Efekt Coriolisa

_________________
Pozdrawiam,
Marek Grzywa

Zbieraj tez jest niezly ze swoja wanna. Tak 10 dolcow od demonstracji... nawet moze zwrocic koszty jak sie nie uda raz na dziesiec.
Catz Copyright

_________________
Naziole, w pysk wam mówię litość moje ( prawie Wyspianski)

Przecież napisałem, że to inny układ powiązań i nie jest to siła Coriolisa.
Chodziło o przykład, który może komuś pomóc w zrozumieniu omawianego zagadnienia.
Zmienia się jakby "szerokość geograficzna". Czyli odległość od środka rotacji.


Ta "siła Coriolisa" jest stała. I działa identycznie na każdą cząsteczkę cieczy. I tak samo np. na każdą pojedynczą cząsteczkę powietrza w niżu, czy wyżu. A więc każda taka cząsteczka powietrza, czyli po prostu cząsteczka azotu, przesuwając się w przestrzeni zgodnie z gradientem ciśnień, jednocześnie jest odchylana od wektora gradientu zgodnie z siłą Coriolisa. Każda jedna, indywidualnie. A wypadkową masz np. w wizualizacji niżu, czy wyżu, rozległego na setki, czy tysiące kilometrów.
Wizualizacja jest akurat wynikiem wytrącenia się zawartej w powietrzu pary wodnej, a nie cząsteczek azotu. No ale nie o to tu chodzi.

_________________
Pozdrawiam Krzysztof
Tango 780S, przedtem MAK 747 GT przez 20 lat, a jeszcze wcześniej BEZ-4.

OK,czaję co miałeś na myśli - upraszczamy.
A o tę zapadkę to aż zapytam znajomego kardio-żeglarza jak się uda spotkać.

_________________
Jeśli nie wiesz do jakiego portu chcesz dopłynąć, nie licz że wiatry będą ci sprzyjać.
Pozdrawiam, Krzysiek Gawor