Естественные науки

Существует ли кориолисова сила, или это для заморочивания голов?

В "Кратком курсе теоретической механики С. М. Тарга http://mechanicsrgsu.narod.ru/Targ.pdf , стр. 231-232, приводится вывод формулы для перемещения вертикально брошенного тела в западном направлении в момент обратного падения на землю. При выводе использована сила Кориолиса; но в остальном всё на уровне школьной задачи: пренебрегается сопротивлением воздуха, ускорение свободного падения g принимается постоянным, поверхность Земли рассматривается как плоскость.
Применительно к экватору, как к месту бросания, формула имеет вид: s= 4/3*w*v0^3/g^2 (1), где w - угловая скорость вращения Земли, v0 - начальная скoрость бросания тела.
В "Ответах" есть пользователи, которые считают, что для определения указанного перемещения вовсе нет нужды в привлечении упомянутой силы. Они, если не ошибаюсь, рассуждают так: В момент бросания тело имеет скорость wRз относительно ИСО; эта скорость сохраняется и в точке пика, тогда как жёстко связанная с Землёй точка на этой высоте будет иметь скорость w(Rз+h). Таким образом тело в СО Земли будет двигаться со скоростью wh в западном направлении и его полное перемещение в момент падения на землю составит s= wht= w*v0^2/(2g)*2v0/g= w*v0^3/g^2 (2).
Как видно, формулы (1) и (2) отличаются друг-от друга коэффициентами: у (1) он 4/3, у (2) 1.
ВОПРОСЫ: 1) Какая из этих формул соответствует действительности?
2) Может быть, я ошибаюсь: "скептики" перемещение рассчитывают по иной формуле, что даёт такое же или достаточное близкое к формуле (1) значение?
EA
Erkanat Amirov
68 375
Стало интересно вычислить вообще без приближений, хотя бы для броска с экватора (воздух, конечно, убрал). Вычислял в ИСО отн-но "неподвижного" центра Земли (честно решил задачу Кеплера для данного случая, за то без Кариолиса).
Первая формулка - та, которая получилась без приблжений.
Вторая формулка, приближенная, для скорости 100 (м/с) дает ошибку по сравнению с точной в 8-й значащей цифре, а при скорости меньше этой ошибка еще меньше :-)
Третья формулка, самая красивая, это дальнейшее приближение для второй формулки, грубое. Она работает хорошо для стартовой скорости меньше 45 (м/с).
Aleksei Novikov
Aleksei Novikov
96 579
Лучший ответ
Erkanat Amirov Для v0= 100 м/с, gэ= 9,78 м/с^2, w= 0,0727*10^-3 с^-1 (и Rэ= 6378 км), как указал выше, по ф-ле (1) я получил s= 1,01 м. Интересно, сколько получается по вашей?
Кориолисова ли или другая сила "существует" только в нашем "мозгу", то есть в рамках моделей действительности. Часто удобно оборвать цепочку длинных сведений к "базовым" понятиям и ввести чего-нибудь промежуточное "для краткости". Краткость, часто, способствует и "понятности". Вообще же, если нечто может быть измерено и использовано в корыстных целях, то оно и "существует". Ну, как теплород, например, количество которого - теплоёмкость, очень удобное для практических применений понятие.
Андрей Шаров
Андрей Шаров
76 320
Erkanat Amirov Это я знаю. Но вопрос в том, что при использовании НСО (в которых силы инерции "существуют"), некоторые товарищи считают, что кориолисовой силе нет там места.
Erkanat Amirov Прошу см. дополнение
то что называют "кориолисова сила" это сила вращения планеты земля, все остальные силы в нашем мире которым дают названия именам ученых которые их идентифицировали то же - сила вращения земли. У Кориолиса нет сил ибо он давно лежит в гробу, он лиш попробовал описать эту силу - силу вращения небесных объектов. "инерциальные" не инерциальные" это вся лажа, попытки определить эту силу с различных ракурсов, но причина всегда одна
Pavel Ivanov
Pavel Ivanov
80 880
существует куча учебников.
Юрий Тоньшев
Юрий Тоньшев
36 668
Что значит "сила существует" или "сила не существует"?
И почему если можно что-то посчитать без какой-то силы, значит она "не настоящая"?
Сила - это некая модель. Моделей в реальности заведомо не существует, успокойтесь =)
Вообще реальность она намного сложнее всего о чем вы можете думать. Всё ваше мышление состоит из моделей. Даже то что вы называете яблоком это некая модель. В реальности никаких яблок не существует.
Ибрам Алиев
Ибрам Алиев
25 107
Erkanat Amirov То, что в реальности никаких яблок не существует, меня мало волнует, ибо не очень люблю их. А вот если бы не существовало и груш - то да, это было бы для меня настоящей бедой.
коротко: есть ньютоновы силы (которые обуславливаются действием конкретных тел) и силы инерции (которые обуславливаются ускоренным движением систем координат). Итак, если вы решаете задачу в инерциальной системе коор-т, то оперируете только ньютоновыми силами; если вы решаете задачу в неинерциальной системе, но хотите там применять законы Ньютона (1-3), то будьте добры ввести силы инерции (принцип Д'Аламбера) - плата за превращение неинерциальной системы в "инерциальную". Могу вас расстроить: абсолютно инерциальных систем не существует, можно ввести ее только авторитарно, пренебрегая тем, что она крутится-вертится относительно других. Грубо: "абсолютная" инерциальная система связана с отдаленными звездами. Для большинства земных задач такое приближение годится
Ольга Заика
Ольга Заика
7 291
Erkanat Amirov Насколько верно я понимаю, при применении принципе Даламбера вводится и сила Кориолиса, как полноценная сила инерции; но некоторые товарищи считают, что можно обходиться без неё.
Erkanat Amirov Прошу см. дополнение
Дима Мартыненко Не-не. С этими силами инерции легко запутаться. Д'Ламбер сводит динамику к статике, а Эйлер - динамику в неИСО к похожей на динамику в ИСО.

Вроде как, если не склероз у меня на названия.

Значит, если не склероз у меня, сила Кориолиса - это сила инерции, скорее, Эйлера, а не Д'Аламбера.

Похожие вопросы