حسن الصميلي
06-28-2011, 01:54 PM
تأثيركوريوليس
Coriolis Effect
يطلق اسم تأثير كوريوليس على التشوه الظاهري في حركة الأجسام عندما ينظر إليها - أو ترصد - من إطار مرجعي دوراني.
ينتج تأثير كوريوليس عن القوة العُطالية التي تؤثر على الجسم المتحركعلى سطح دوار، مثل الكرة الأرضية.
وقد تم وصف هذا التأثير لأول مرة في عام 1835عن طريق العالم الفرنسي جوستاف- جاسبارد كوريوليس ( 1792- 1843).
تؤثر القوةالعُطالية على الجانب الأيسر لاتجاه الحركة، بالنسبة لحركة الدوران في اتجاه عقاربالساعة، وعلى الجانب الأيمن، بالنسبة لحركة الدوران في عكس اتجاه عقاربالساعة.
ويؤدي تأثير كوريوليس إلى انحراف ظاهري في مسار الأجسام المتحركة في خطمستقيم على نظام إحداثي دوار.
في الواقع لا ينحرف الجسم بشكل فعلي عن الخطالمستقيم، لكنه يبدوا كذلك بسبب حركة السطح الواقع أسفله ، وهذا ما يسمى بالقوىالتخيلية أو القوى الكاذبة ؛ لأنها لا تظهر عندما يتم التعبير عنها ضمن إطار مرجعي ثابت .
ربمايكون الإطار المرجعي الدوراني الأكثر أهمية هو الأرض ، حيث تتناسب قوة كوريوليس علىالأرض مع جيب زاوية دائرة العرض في الموقع.
وتساوي هذه القوة صفر عند خطالاستواء وتبلغ الحد الأقصى لها عند القطبين.
فالأجسام المتحركة بحرية على سطحالأرض تتعرض لقوة كوريوليس، و يظهر ذلك في ميلان حركتها نحو اليمين في نصف الكرةالشمالي، و نحو اليسار في نصف الكرة الجنوبي.
حركة الهواء و الرياح في الغلافالأرضي و المياه في المحيطات هي أمثلة واضحة لهذا السلوك.
فبدلا من التوجهمباشرة من مناطق الضغط المرتفع لمناطق الضغط المنخفض كما يجب أن يحدث في كوكب غيردائر، نجد أن اتجاه الحركة ينحرف قليلا إلى اليمين من منطقة الضغط المنخفض فيالنصف الشمالي، و بالعكس إلى اليسار في النصف الجنوبي.
فمنالمعلوم أن الرياح تنتج عن حركة الهواء من أحد مناطق الضغط العالي إلى أحد مناطقالضغط المنخفض.
فإذا كانت الأرض ثابتة، ستكون هذه الحركة في خط مستقيم .
لكن على الأرض الدوارة، يميل تأثير كوريوليس إلى العمل على تحويل اتجاه الريحفي عكس اتجاه عقارب الساعة حول مناطق الضغط المنخفض في نصف الكرة الأرضية الشمالي/ وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الأرضية الجنوبي.
تعتبر طريقة Merry Go-Round (الأرجوحة الدوارة) من أفضل وأبسط الطرق للتعرف على مقدار قوة كوريوليسوالاتجاه الفريد لها.
قف بالقرب من الحافة الخارجية لأرجوحة دوارة بطيئةالدوران بحيث تكون في مواجهة منتصفها، مع الحرص على الإمساك بالقضبان بقوة في كلمرة.
إذا حاولت الميل للأمام في اتجاه المنتصف فإنك ستشعر بنوع من القوةالجانبية – قوة كوريوليس.
من المظاهر الأخرى لتأثير كوريوليس هو بندول فوكو،حيث استخدمه جين برنارد ليو فوكو في عام 1851 لإثبات دوران الأرض.
والبندول جسم كبير متأرجح أسفل سلك طويل مربوط بسقف مرتفع. علمًا بأن اتجاه الأرجحة يتغيرعلى مدار اليوم.
فلو كان مثل هذا البندول معلقا فوق القطب الشمالي مباشرة لظهرلمراقب ارضي انه يدور 360 درجه كل يوم. أما اذا نظرت إلى هذا البندول من نقطة ثابتةفي الفضاء الخارجي فيبدو لك أنه يتأرجح في مستو واحد ثابت, في حين تدور الارض تحته. فمن وجهة نظر الفضاء الخارجي لا توجد قوة جانبية (أي عمودية على مستوى التأرجح) تحرف تأرجح البندول. و لهذا السبب ترتبط صفة "الزائفة". و بصورة مماثلة لا توجد فيالسيارة قوة حقيقية تدفع بك إلى الوراء في مقعدك على الرغم من شعورك بها.
وتوفر أوراق الشاي توضيحا رائعا لنتيجة قوة كوريوليس. فإذا وجدت أوراق قليلة في كوبشاي جرى تقليب الماء فيه, انتهى بها الأمر في كومة مركزية في قاع الكوب (و ليس عندالحافة كما يمكن للمرء أن يتوقع نتيجة للقوة الطاردة المركزية الزائفة أيضا هيالأخرى). فإذا تخيلت نفسك تدور بصورة متزامنة مع السائل الدائر لظهر لك معظم السائلساكنا, قي حين يدور الكوب حولك في الاتجاه المعاكس. و هذا الكوب الدائر يجر معه بعضالماء الملامس له. و بالقرب من القاع فإن قوة كوريوليس المؤثرة في ذلك الماء المنجرتدفعه مع اوراق الشاي نحو مركز الكوب.
Coriolis Effect
يطلق اسم تأثير كوريوليس على التشوه الظاهري في حركة الأجسام عندما ينظر إليها - أو ترصد - من إطار مرجعي دوراني.
ينتج تأثير كوريوليس عن القوة العُطالية التي تؤثر على الجسم المتحركعلى سطح دوار، مثل الكرة الأرضية.
وقد تم وصف هذا التأثير لأول مرة في عام 1835عن طريق العالم الفرنسي جوستاف- جاسبارد كوريوليس ( 1792- 1843).
تؤثر القوةالعُطالية على الجانب الأيسر لاتجاه الحركة، بالنسبة لحركة الدوران في اتجاه عقاربالساعة، وعلى الجانب الأيمن، بالنسبة لحركة الدوران في عكس اتجاه عقاربالساعة.
ويؤدي تأثير كوريوليس إلى انحراف ظاهري في مسار الأجسام المتحركة في خطمستقيم على نظام إحداثي دوار.
في الواقع لا ينحرف الجسم بشكل فعلي عن الخطالمستقيم، لكنه يبدوا كذلك بسبب حركة السطح الواقع أسفله ، وهذا ما يسمى بالقوىالتخيلية أو القوى الكاذبة ؛ لأنها لا تظهر عندما يتم التعبير عنها ضمن إطار مرجعي ثابت .
ربمايكون الإطار المرجعي الدوراني الأكثر أهمية هو الأرض ، حيث تتناسب قوة كوريوليس علىالأرض مع جيب زاوية دائرة العرض في الموقع.
وتساوي هذه القوة صفر عند خطالاستواء وتبلغ الحد الأقصى لها عند القطبين.
فالأجسام المتحركة بحرية على سطحالأرض تتعرض لقوة كوريوليس، و يظهر ذلك في ميلان حركتها نحو اليمين في نصف الكرةالشمالي، و نحو اليسار في نصف الكرة الجنوبي.
حركة الهواء و الرياح في الغلافالأرضي و المياه في المحيطات هي أمثلة واضحة لهذا السلوك.
فبدلا من التوجهمباشرة من مناطق الضغط المرتفع لمناطق الضغط المنخفض كما يجب أن يحدث في كوكب غيردائر، نجد أن اتجاه الحركة ينحرف قليلا إلى اليمين من منطقة الضغط المنخفض فيالنصف الشمالي، و بالعكس إلى اليسار في النصف الجنوبي.
فمنالمعلوم أن الرياح تنتج عن حركة الهواء من أحد مناطق الضغط العالي إلى أحد مناطقالضغط المنخفض.
فإذا كانت الأرض ثابتة، ستكون هذه الحركة في خط مستقيم .
لكن على الأرض الدوارة، يميل تأثير كوريوليس إلى العمل على تحويل اتجاه الريحفي عكس اتجاه عقارب الساعة حول مناطق الضغط المنخفض في نصف الكرة الأرضية الشمالي/ وفي اتجاه عقارب الساعة في نصف الكرة الأرضية الجنوبي.
تعتبر طريقة Merry Go-Round (الأرجوحة الدوارة) من أفضل وأبسط الطرق للتعرف على مقدار قوة كوريوليسوالاتجاه الفريد لها.
قف بالقرب من الحافة الخارجية لأرجوحة دوارة بطيئةالدوران بحيث تكون في مواجهة منتصفها، مع الحرص على الإمساك بالقضبان بقوة في كلمرة.
إذا حاولت الميل للأمام في اتجاه المنتصف فإنك ستشعر بنوع من القوةالجانبية – قوة كوريوليس.
من المظاهر الأخرى لتأثير كوريوليس هو بندول فوكو،حيث استخدمه جين برنارد ليو فوكو في عام 1851 لإثبات دوران الأرض.
والبندول جسم كبير متأرجح أسفل سلك طويل مربوط بسقف مرتفع. علمًا بأن اتجاه الأرجحة يتغيرعلى مدار اليوم.
فلو كان مثل هذا البندول معلقا فوق القطب الشمالي مباشرة لظهرلمراقب ارضي انه يدور 360 درجه كل يوم. أما اذا نظرت إلى هذا البندول من نقطة ثابتةفي الفضاء الخارجي فيبدو لك أنه يتأرجح في مستو واحد ثابت, في حين تدور الارض تحته. فمن وجهة نظر الفضاء الخارجي لا توجد قوة جانبية (أي عمودية على مستوى التأرجح) تحرف تأرجح البندول. و لهذا السبب ترتبط صفة "الزائفة". و بصورة مماثلة لا توجد فيالسيارة قوة حقيقية تدفع بك إلى الوراء في مقعدك على الرغم من شعورك بها.
وتوفر أوراق الشاي توضيحا رائعا لنتيجة قوة كوريوليس. فإذا وجدت أوراق قليلة في كوبشاي جرى تقليب الماء فيه, انتهى بها الأمر في كومة مركزية في قاع الكوب (و ليس عندالحافة كما يمكن للمرء أن يتوقع نتيجة للقوة الطاردة المركزية الزائفة أيضا هيالأخرى). فإذا تخيلت نفسك تدور بصورة متزامنة مع السائل الدائر لظهر لك معظم السائلساكنا, قي حين يدور الكوب حولك في الاتجاه المعاكس. و هذا الكوب الدائر يجر معه بعضالماء الملامس له. و بالقرب من القاع فإن قوة كوريوليس المؤثرة في ذلك الماء المنجرتدفعه مع اوراق الشاي نحو مركز الكوب.