Падающее тело отклоняется к востоку с точки зрения исо

Приведем два наиболее наглядных доказательства суточного вращения Земли.

А — Отклонение падающих тел к востоку. Представим себе глубокую отвесную шахту АВ, вращающуюся вместе с Землей (Рисунок 32). Вход в нее А имеет при вращении большую линейную скорость, чем основание Земли, потому что он находится дальше от центра вращения, в данном случае от оси суточного вращения Земли. Шарик, лежащий у входа в шахту, имеет при этом такую же скорость, как и этот вход. При падении шарик по инерции будет сохранять эту скорость. Падая и сохраняя при этом скорость движения к востоку (так как Земля вращается с запада на восток) большую, чем скорость движения основания шахты, шарик опередит основание шахты в его движении к востоку. Шарик упадет поэтому не в точности по направлению к центру Земли, а сместится к востоку, чего не должно было бы быть, если бы Земля не вращалась. На экваторе Земли это отклонение наибольшее, а на полюсах равно нулю.

Рисунок 32 — Схема отклонения падающих тел к востоку.

Многократные, точно выполненные опыты показывают полное согласие наблюдений с расчетами; так, при падении с высоты 85 м шарик на широте 53° отклоняется к востоку на 10,4 мм.

Б — Маятник Фуко. В опыте, впервые проведенном в 1851 г. французским ученым Фуко, был применен маятник, представлявший собой очень длинную и тонкую проволоку с привешенным к ней тяжелым шаром. Известно и может быть легко проверено на опыте, что всякий такой маятник при вращающемся подвесе сохраняет без изменения плоскость своих качаний, как бы мы ни поворачивали штатив, на котором он подвешен. Большая длина и вес маятника Фуко диктуются соображениями большей наглядности и необходимостью достаточно продолжительного качания маятника. Если бы такой маятник качался на полюсе Земли, то Земля, вращаясь, поворачивалась бы под ним со скоростью 15° в час (360° : 24). В результате мы заметили бы, что плоскость качания маятника относительно поверхности Земли поворачивается с той же угловой скоростью 15° в час в направлении, обратном вращению Земли. На экваторе Земли никаких изменений направления качаний маятника не происходило бы. На промежуточных широтах плоскость колебаний маятника должна поворачиваться, согласно теории, на 15° sin ф в час, где ф — географическая широта места наблюдения.

Так оно в действительности и наблюдается. Очевидно, что, если бы Земля не вращалась, направление качания маятника в любой местности оставалось бы неизменным.

В Ленинграде, в здании Исаакиевского собора, демонстрируется маятник длиной 98 м. Направление его колебаний изменяется в час на 13°, что в точности соответствует теоретическим расчетам.

Рисунок 33 — Маятник Фуко, демонстрирующийся в Ленинграде.

Часто для подтверждения формулы ускорения Кориолиса необоснованно ссылаются на результаты экспериментов с бросанием тел с большой высоты, считая, что тангенциальное отклонение падающих тел от вертикали происходит под действием силы Кориолиса. При этом ускорение Кориолиса находят исходя из измеренного линейного отклонения в направлении линейной скорости переносного вращения. Однако это противоречит даже классическому пониманию природы ускорения Кориолиса, т.к. приращение одной из его составляющих, а именно приращение радиальной скорости относительного движения по направлению, определяется, как самостоятельное приращение поворотного движения, которое с классической точки зрения нельзя объяснить приращением переносного движения.

Известен классический эксперимент, в котором на экваторе тело падает в шахту с высоты 80 метров и отклоняется при этом на 2,3 см к востоку. (Учебник физики Л.Д. Ландау, А.И. Китайгородского, Наука, 1974 г.).

Исходные данные:

Радиусы R₁= 6380080 м и R₂= 6380000 м.

Время падения тела с высоты 80 м — 4 сек.

Линейная скорость вращения Земли для указанных радиусов:

V_лс= 463,7314815 м/сек и V_лб = 463,7372963 м / сек соответственно.

Начальная радиальная скорость тела – Vр = 0.

Ускорение, вычисленное по классической формуле Кориолиса, с такими исходными данными равно:

ω Vр

а_к = 2 * ω * Vр = 2 * (463,7372963 / 6380080) * (9,8 * 4/2) = 0,00288 м / с 2

Если подставить полученный результат в формулу (4.10) для пути, пройденного с ускорением, то получим отклонение равное 2,3 см

S = а_к * t 2 / 2 = 0,0028 *4 2 /2 = 0,023 м = 2,3 см

Соответственно, зная отклонение, измеренное в эксперименте, можно из формулы (4.10, гл. 4.1) определить ускорение, с которым, как предполагается, двигалось тело. Оказывается, что это ускорение численно равно ускорению, найденному по классической формуле для ускорения Кориолиса:

а = 2*S / t 2 = 2 * 0,023 / 16 = 0,00288 м / с 2

На первый взгляд это блестящее подтверждение теории практикой. Но вот только ускорения Кориолиса в этом опыте нет! Как уже отмечалось выше, классическое ускорение Кориолиса это изменение абсолютной скорости радиально движущегося тела одновременно участвующего во вращательном движении. Тело, находящееся на поверхности Земли участвует во вращательном движении только за счет механической связи с вращающейся Землей. После потери механического контакта с Землей на сброшенное в шахту тело перестает действовать механизм преобразования видов вращательного движения по радиусу, в котором и проявляется ускорение Кориолиса. А механизм вращательного движения «небесного» тела со связующим телом в виде сил тяготения, не может быть сформирован из-за недостаточной тангенциальной скорости тела, сброшенного в шахту.

По этим причинам какое-либо ускорение сброшенного тела в тангенциальном направлении отсутствует. При этом до самой встречи с дном шахты тангенциальная скорость тела остаётся неизменной, если, конечно же не учитывать сопротивление воздуа. Дно шахты, имеющее радиус вращения на 80 м меньше, чем радиус вращения тела на поверхности шахты, имеет линейную скорость меньшую, чем линейная скорость тела. Следовательно, отклонение тела, брошенного в шахту, происходит не под действием силы и ускорения Кориолиса, а за счет разницы горизонтальной скорости равномерного и прямолинейного движения тела и дна шахты.

Об этом же свидетельствует и само направление отклонения. Восточное отклонение означает, что на уровне дна шахты тело, сброшенное с верхнего уровня поверхности Земли, опережает вращение Земли на уровне дна шахты, что хорошо согласуется с положительной разницей тангенциальных скоростей тела и дна шахты и в корне противоречит отрицательному приращению тангенциальной скорости при радиальном движении к центру вращения в поворотном движении.

Движение тела в шахте соответствует движению тела, брошенного горизонтально, которое с точки зрения классической физики представляет собой комбинацию двух движений, взаимно перпендикулярных друг другу: — горизонтального равномерного движения и вертикального движения (свободного падения). Этот случай описан практически во всех учебных пособиях по физике и в теоретической механике в частности

Таким образом, сила Кориолиса, безусловно связана с проявлением сил инерции, как собственно и любая другая сила. Но обратное утверждение неверно. Проявление сил инерции не обязательно может быть связано с явлением Кориолиса.

Если тело бросить в шахту не посредине ствола шахты, а вдоль ее стенки, которая при этом будет играть роль направляющей, то тело не отклонится от бывшей вертикали на 2,3 см. Его линейная скорость плавно уменьшится от значения, которое она имела в момент броска до значения линейной скорости дна шахты. В этом случае замедление будет действительно происходить с ускорением Кориолиса.

Рассчитаем ускорение Кориолиса по формулам (4.8), (4.16), (4.25), представленным в главе (4.1.):

= (463,7372963 – 463,7314815) / 4 = 0,0014537 (м/с 2 ) (4.16)

ω V_ц

= (463,7372963 / 6380080) * (9,8 + 0,033706831 + 0,033706409) * 4 / 2 = 0,00143443 (м / с 2 ) (4.8)

ω Vр_нω t

= (463,7372963 / 6380080) * (0) + (463,7372963 / 6380080) * 4 *

* (0 + 0,033706831 + 9,8 + 0,033706409) / 2 = 0,00143443 (м / с 2 ) (4.25)

Таким образом, получили хорошо согласующиеся между собой значения (а_к) по трем различным формулам (4.8), (4.16), (4.25). Ускорение Кориолиса по (4.8) и (4.25) получилось несколько меньше, чем по (4.16). При вычислении среднего значения радиальной скорости падения тела (Vц) необходимо знать точное значение радиуса Земли, точное значение ускорения тяготения на поверхности Земли и на уровне дна шахты, а также учитывать изменение ускорения тяготения при уменьшении радиуса во время падения.

Составляющую окружных участков пути, пройденную телом по дуге окружности с переменным радиусом под действием ускорения Кориолиса, можно рассчитать по формуле (4.10, гл. 4.1)

S_(4.10) = а_ко* t 2 / 2 = 0,0116296 (м / c 2 )

Этот путь не равен отклонению тела от бывшей вертикали при свободном падении. Это совершенно разные вещи. При свободном падении отклонение тела от начальной вертикали (от радиуса Земли) происходит за счет разности скоростей тела и дна шахты. При этом линейная скорость свободно падающего тела не изменяется. Под действием же силы Кориолиса, возникающей при взаимодействии падающего тела со стенкой шахты, линейная скорость тела уменьшается от значения линейной скорости тела на поверхности до линейной скорости дна шахты.

В результате, отклонение происходит со средним значением разницы скоростей этих двух движений, которое вдвое меньше самой разницы. Поэтому путь, пройденный за счет ускорения Кориолиса в два раза меньше, чем путь, пройденный за счёт разницы скоростей тела на поверхности и у дна шахты. Соответственно и ускорение Кориолиса будет в два раза меньше, чем гипотетическое ускорение, найденное по результатам отклонения от вертикали свободно падающего тела.

Таким образом, опыт с падением тел не может служить критерием правильности формулы Кориолиса, поскольку в этом опыте проявления силы Кориолиса нет.

Об этом же свидетельствует и физический смысл явления Кориолиса. Из классической физики следует, что ускорение Кориолиса это изменение абсолютной скорости в направлении перпендикулярном радиусу, которое обеспечивается двумя самостоятельными независимыми ускорениями:

1. Ускорением, характеризующим приращение линейной скорости переносного вращения по абсолютной величине;

2. Ускорением, характеризующим приращение радиальной скорости относительного движения по направлению.

При этом, хотя отклонение тела от вертикали при свободном падении и позволяет вычислить гипотетическое ускорение, соответствующее классическому ускорению Кориолиса, но оно не соответствует ускорению Кориолиса по физической структуре, из которой классическая физика и выводит физический смысл своего ускорения Кориолиса.

Даже абстрактно математическое ускорение, которое может быть вычислено через отклонение тел от вертикали при падении в условиях Земли, соответствует исключительно только ускорению по приращению переносной скорости по абсолютной величине, т.к. это отклонение измерено в переносном направлении по факту. При этом ускорение по изменению радиальной скорости по направлению ничем не обеспечено.

Возможно, классическая физика считает этот опыт подтверждением одного из теоретических выводов ускорения Кориолиса, который приведён, например, в справочнике по физике Х. Кухлинга (Х. Кухлинг, «Справочник по физике», МОСКВА, «МИР» 1983, см. главу 4). В этом выводе за приращение поворотного движения так же принимается удвоенное приращение переносной скорости по абсолютной величине. То есть фактически в этом выводе так же учитывается длина дуги окружности, достигнутая не за счёт чистого приращения переносной скорости, начиная с его нулевой величины в начальный момент времени, а за счёт готовой постоянной разницы скоростей.

Отсюда и получается удвоенное переносное ускорение, без какого-либо намёка на ускорение по изменению радиальной скорости относительного движения по направлению. Но тогда этот вывод противоречит другим выводам ускорения Кориолиса, в которых отдельно учитывается приращение скорости относительного радиального движения по направлению.

Падающее тело отклоняется к востоку с точки зрения ИСО:

В) Потому, что действует сила Кориолиса

Парциальные давления кислорода и азота в сосуде равны 10 кПа и 8 кПа Чему равно давление смеси газов:

Первый закон Ньютона называется так же законом:

Перед раскрытием парашюта парашютист массой 100 кг двигался с ускорением а= 8м/с 2 . Найти вес парашютиста (g=10 м/с 2 ).

D) вектор, соединяющий начало и конец движения

Период полураспада радиоактивного элемента Т. Сколько ядер N этого элемента распадётся к моменту времени t=Т/4, если в начальный момент имелось N ядре:

Период полураспада радиоактивного элемента Т. Сколько ядер N этого элемента распадется к моменту времени t =, если в начальный момент имелосьN ядер:

D) N=

Пластинка кварца толщиной d₁=4мм, вырезанная перпендикулярно оптической оси кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света определенной длины волны на угол ₁=20 0 . Какова должна быть толщина d₂ кварцевой пластинки, помещенной между двумя «параллельными» николями, чтобы свет был полностью погашен?

Платформа в виде диска радиусом R вращается по инерции с угловой скоростью . На краю платформы стоит человек, масса которого равнаm. С какой угловой скоростью будет вращаться платформа, если человек перейдет в ее центр? Момент инерции платформыJ. Момент инерции человека рассчитывать как для материальной точки:

Е)

Плоский конденсатор емкостью 0,02 мкФ соединили с источником тока, в результате чего он приобрел заряд 10 -8 Кл. Найти значение напряженности поля между пластинами конденсатора, если расстояние между ними 5 мм.

Плоский конденсатор подключен к источнику постоянного тока и затем погрузили в жидкий диэлектрик (диэлектрическая проницаемость ). Сравните напряженности электрического поля в конденсаторе до (Е) и после (Е) погружения в диэлектрик:

Плоский контур площадью 50 смпронизывает магнитный поток 2 мВб при индукции поля 0,4 Тл. Угол между плоскостью контура и направлением поля равен:

D) 90

Плоское зеркало может вращаться вокруг оси О перпендикулярно плоскости, в которой расположены лучи. Луч падает на зеркало под углом . На какой угол повернется отраженный луч, если зеркало повернули на 10 0 :

Плоскость, в которой происходят колебания вектора , называется…

E) Плоскостью поляризации

По какой из указанных формул можно вычислить количество теплоты сообщаемой системе:

По какой формуле можно рассчитать работу при вращательном движении твердого тела:

Е)

По какой формуле определяется импульс фотона?

По какой формуле определяется кинетическая энергия вращающегося тела?

В)

По какой формуле определяется масса фотона?

По какой формуле определяется энергия заряженного конденсатора в колебательном контуре?

По какой формуле определяется энергия покоя в релятивистской динамике:

В)

По катушке, индуктивность которой 0,5 Гн, течет ток 4 А. Найти энергию магнитного поля этой катушки:

По классической теории электропроводности сопротивление металлов обусловлено:

A) Столкновениями свободных электронов с ионами в узлах кристаллической решетки

По круговому витку радиусом 40 см циркулирует ток 4 А. Магнитная индукция в центре витка равна ():

С) 62,8Тл

По прямой линии движется материальная точка согласно уравнению

x= t 2 -2t + 5. Найдите скорость тела в момент времени t =1 c.

По прямой линии движется материальная точка согласно уравнению х=3 t 2 -2t+5. Найдите скорость тела в момент времени t=1c.

По прямой линии движется материальная точка согласно уравнению . Найдите скорость тела в момент времениt=1c.

По своей природе фотон это квант:

Е) Электромагнитного поля

По физическому смыслу (ED)/2 определяет :

A) Объемную плотность энергии электрического поля в среде

Поверхностная плотность заряда определяется выражением:

В)

Под действием постоянной силы F = 10 Н тело движется прямолинейно так, что зависимость координаты х от времени описывается уравнением x=At.Чему равна масса тела, если постоянная А= 2 м/с:

Под действием силы 100 Н пружина сжалась на 2,5 см. Жесткость пружины равна:

Поезд массой m = 500 т, двигаясь равнозамедленно в течение времени t =1 мин, уменьшает свою скорость от ₁ = 40 км/ч до ₂ = 28 км/ч. Найти силу торможения F:

Поезд массой m=500т , при торможении двигается равнозамедленно. В течение 1 минуты его скорость уменьшается от до. Найти силу торможения:

Показатель преломление вещества равен 2. Найдите скорость света в этом веществе (с=3∙10 8 м/с)

Полная площадь под кривой функции распределения молекул газа по скоростям Максвелла зависит от: 1 Числа молекул газа, 2 Температуры газа, 3 Рода газа, 4 Остается постоянной:

Полная энергия тела возросла на 1 Дж. На сколько при этом изменится масса тела? (ф-фемта, г-грамм).

Полная энергия тела возросла на 2 Дж. На сколько при этом изменится масса тела? с = 3·10 8 м/с (ф-фемта =10 -15 , г-грамм).

Полная энергия тела в релятивистской динамике равна:

Полную мощность источника тока, включенного в электрическую цепь, показанную на рисунке, можно вычислить по формуле:

D) I

Положение бусинки массы m = 1 г определено с погрешностью х = 110 -7 м.

Оцените квантово-механическую неопределенность _х компоненты скорости бусинки (Дж с):

Положение пылинки г определено с точностьюм. Какова неопределенность ее скорости? (ћ =h/2, h=6,63∙10 -34 Дж∙с)

C) м/с

Получив от нагревателя 5 кДж теплоты, газ при расширении совершил работу величиной 2 кДж. Определить изменение внутренней энергии газа:

А) Увеличилась на 3 кДж

Поперечная волна с частотой 200 Гц распространяется в среде со скоростью 400 м/с вдоль направления х. Разность фаз колебаний точек среды, расстояние между которыми Δx=1м, равна:

После смещения вниз на 1см от положения равновесия груз, подвешенный на пружине, совершает свободные колебания с периодом 1с. С каким периодом будет совершать свободные колебания тот же груз после начального смещения на 2 см:

Постоянная распада радиоактивного изотопа равна 0,110 -3 с 1 . Чему равен его период полураспада:

Потенциальная энергия тела массой 0,5 кг, брошенного вертикально вверх с начальной скоростью 40 м/с , через 2 с после бросания равна: (g=10м/с 2 ).

Потенциальная энергия тела массой 0,5 кг на высоте 3 м от поверхности земли равна (Потенциальная энергия отсчитывается от поверхности земли g = 10 м/с 2 .):

Поток энергии волны сквозь площадку 220 см 2 , расположенную перпендикулярно к направлению распространения волны, равен 0,11 Вт. Чему равна плотность потока энергии (модуль вектора Умова):

Почему два мнимых изображения щели, полученных с помощью бипризмы Френеля, можно рассматривать как когерентные источники?

A) так как они получены при раздвоении световой волны от щели в результате преломления в бипризме

Предельный угол полного отражения при переходе света из неизвестной среды в воздух равен 30 0 . Определить показатель преломления этой среды:

При взаимодействии тела действуют друг на друга с силами, равными по величине и противоположными по направлению:

При выдвигании из катушки постоянного магнита, в ней возникает электрический ток. Это явление называется:

C) Электромагнитная индукция.

При выполнении условия Брюстера угол преломления падающего на границу раздела луча света составил 40 0 . Угол падения равен: D) 50

При гармонических электрических колебаниях в колебательном контуре максимальное значение энергии электрического поля конденсатора равно 50 Дж, максимальное значение энергии магнитного поля катушки — 50 Дж. Как изменяется во времени полная энергия электромагнитного поля контура:

С) Не изменяется и равна 50 Дж

При замыкании батареи с ЭДС 15 В на внешнее сопротивление 6 Ом сила тока в цепи равна 2А. Сила тока при коротком замыкании батареи равна…

При изменении частоты падающего на фотоэлемент света задерживающая разность потенциалов увеличилась в 2 раза. Как изменилась максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов:

B) Увеличилась в 2 раза

При изохорном процессе азоту передано 70 Дж теплоты. Сколько теплоты пошло на увеличение внутренней энергии азота:

При каких значениях тангенциального и нормальногоускорении тело движется прямолинейно неравномерно

При каких условиях сохраняется импульс механической системы:

Е) в замкнутых системах

При какой разности фаз складываемых колебаний при интерференции будет наблюдаться максимум амплитуды:

С) = 2 n

При какой разности фаз складываемых колебаний при интерференции будет наблюдаться минимум амплитуды (n=0, 1, 2, …):

При какой температуре энергетическая светимость абсолютно черного тела равна 1 Вт/м². Постоянная Стефана-Больцмана σ =5,67·10Вт/(м²·К).

Е) 65 К

При какой циклической частоте периодически действующей силы будет наблюдаться резонанс в колебаниях, дифференциальное уравнение которых имеет вид :

При каком движении :

Е) Равномерном по окружности

При каком условии может наблюдаться интерференция двух пучков света с разными длинами волн:

E) Ни при каких условиях

При каком условии наблюдается полное отражение:

A) При падении света из среды оптически более плотной в среду оптически менее плотную

При нагревании ферромагнетика до температуры Кюри…

C) становится парамагнетиком

При облучении цезия светом с частотой 0,75∙10 15 Гц максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1,865∙10 -19 Дж. Работа выхода электронов для цезия равна (h=6,62∙10 -34 Дж∙с, 1эВ = 1,6 ∙ 10 -19 Дж):

При отражении от стекла отраженный луч оказывается полностью поляризованным при угле преломления 30 0 . Показатель преломления стекла равен…

При падении света на границу раздела двух сред под углом Брюстера угол между отраженным и преломленным лучами равен:

При падении света с длиной волны 0,5 мкм на дифракционную решетку третий дифракционный максимум наблюдается под углом 30 0 . постоянная дифракционной решетки равна…

При параллельном соединении двух проводников сопротивлениями R₁ и R₂ их общее сопротивление равно…

При последовательном соединении проводников во всех проводниках одинаково:

При просветлении оптики толщину пленки подбирают таким образом, чтобы для определенной длины волны минимальная оптическая разность хода отраженных лучей равна?

При равномерном вращательном движении нормальное ускорение точки:

Е) постоянно по величине

При соударении фотона со свободным электроном его длина волны изменилась на 1, 7 пм. Косинус угла рассеяния равен : ( m_e =9,1 10 -31 кг, =2,43 пм,h= 6,62 10 -34 Дж с )

При эффекте Комптона длина волны рассеянного излучения:

Е) больше, чем у падающего излучения

B) Каждая точка пространства, до которой доходит световая волна является источником вторичных волн

Принцип Гюйгенса – Френеля:

C) Объединяет геометрический принцип Гюйгенса с идеей об интерференции вторичных волн Френеля

Принцип эквивалентности утверждает, что?

Провод сопротивлением 2 Ом сложили вдвое и включили в ту же цепь. Чему равно сопротивление этого участка?

Проводящему шару радиусом R сообщен заряд. Напряженность поля в точке, удаленной от поверхности шара на расстояние 4 R , равна 2В\м. найдите напряженность поля на поверхности шара.

Пространство, где создано однородное электрическое поле напряженности Е, заполняется однородным изотропным диэлектриком с диэлектрической проницаемостью . Определите напряженность поля в диэлектрике и его поляризованность:

E) ,

Пружинный маятник имел период колебаний . Жесткость пружины уменьшился вn раз. Определите период колебаний:

С)

Прямой провод длиной 0,1 м, по которому течет ток силой 10 А, находится в однородном магнитном поле с индукцией 0,02 Тл. Найти угол между направлениями вектора магнитной индукции и тока, если на провод действует сила F = 10 мН:

C) 30

Прямоугольная катушка из 1000 витков со сторонами 5 и 4 см находится в однородном магнитном поле индукцией 0,5 Тл. Сила тока в катушке 2 А. Максимальный вращающий момент, действующий на катушку равен:

Пуля массой 2 кг, летевшая горизонтально со скоростью 4 м/с, пробивает тонкую доску. На вылете из доски скорости пули 1 м/с. Работа силы трения, возникающей при прохождении пули в доске, равна:

Пуля массы m, летевшая горизонтально и имевшая скорость V, пробивает тонкую доску. На вылете из доски скорость пули V. Чему равна работа Асилы трения, возникающая при прохождении пули в доске:

В)

Пучок электронов движется со скоростью 3 ∙ 10 6 м/с и образует ток 1,6∙ 10 -6 А. Какая сила действует на каждый электрон, если пучок находится в магнитном поле с индукцией 0,5Тл, перпендикулярно полю? Кл.

Пучок электронов движется со скоростью 3м/с и образует ток силой 1,6А. Сколько электронов проходит через поперечное сечение пучка за 1 с (е = 1,6Кл):

C) 1

ПАДЕ́НИЕ ТЕ́ЛА

В книжной версии

Том 25. Москва, 2014, стр. 49

Скопировать библиографическую ссылку:

ПАДЕ́НИЕ ТЕ́ЛА, движение тела, вызванное гравитационным притяжением Земли, без начальной скорости тела относительно Земли. Падают, напр., камень со скалы, капли дождя из облака, листья с деревьев. Протяжённое тело может упасть из-за потери устойчивости, продолжая взаимодействовать с опорой в процессе падения. Так, в частности, падает дерево в лесу, человек на скользкой дороге.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отклонение — падающее тело

Отклонение падающих тел к востоку многократно наблюдалось на опыте, и величина его оказалась в хорошем согласии с теорией — при благоприятных условиях ( падение в глубокой шахте) оно составляло несколько сантиметров. [1]

Чем объясняется отклонение падающих тел к востоку. [2]

Она и вызывает отклонение падающего тела от вертикали. С точки зрения внеземного наблюдателя ( для которого кориолисовой силы не существует) отклонение объясняется тем, что покоящееся относительно Земли тело имеет горизонтальную скорость, обусловленную вращением Земли и направленную к востоку. При свободном падении тело сохраняет горизонтальную скорость, которую оно имело в момент начала падения, и поэтому опережает ту точку Земли, над которой оно находилось в начале падения. [3]

Фуко относительно Земли или отклонение падающего тела от направления отвеса. [4]

Таким образом, получается отклонение падающего тела к востоку, пропорциональное кубу времени падения, что подтверждается на опыте. [5]

Кориолисова сила приводит к отклонению падающих тел к востоку. [7]

Наблюдаемые на поверхности Земли отклонения от закона инерции: отклонение падающего тела от отвесной линии; маятник Фуко. Земля обращается вокруг Солнца. Следовательно, всякая координатная система, связанная с Землей, не является инерциальной. Но если учесть, что в течение 30 минут Земля в своем движении вокруг Солнца описывает дугу, лишь немного большую 1 ( это указывает, насколько мала кривизна земной орбиты), то становится понятной крайняя малость влияния криволинейности движения Земли на инерциаль-ные свойства координатной системы, связанной с Землей. [9]

Гораздо более заметно влияние поворшяои силы, которое вызовет отклонение падающего тела к востоку. [10]

Такой случай может представиться, например, при учете отклонения падающих тел к востоку. [11]

Мы говорим о грубых опытах, при которых не играет роли отклонение падающих тел к востоку. В рамках этих грубых опытов Земля является практически инерциальной системой. [12]

Одним из движений, обязанных своим происхождением суточному вращению Земли, является отклонение падающих тел к востоку под действием силы Кориолиса, что и скажется на движении камня. [13]

УСКОРЕНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ, ускорение, с к-рым тело падает с небольшой выссты на Землю в безвоздушном пространстве. При падении тел с больших высот необходимо учитывать Нориолиса силу инерции, вызывающую отклонение падающего тела от вертикали, а также изменение в зависимости от расстояния тела от земной поверхности. [14]

В предыдущих главах мы опирались на основное уравнение динамики точки ( второй закон Ньютона), которое справедливо только в инерциальных системах отсчета. Во многих случаях задачи динамики сводятся к исследованию движения в той или иной неинерциальной системе. В сущности, неинерциальной является и привычная для нас система отсчета, связанная с Землей. Впрочем, только весьма тонкие опыты ( например, наблюдения за отклонением падающих тел к востоку, за вращением плоскости качания маятника) могут обнаружить неинерциальность геоцентрической системы отсчета. В большинстве приложений систему координат, жестко связанную с Землей, можно считать инерциаль-ной. [15]

1. Отклонение падающих тел к восток

1. Отклонение падающих тел к востоку.Из физики известно, что любое тело падает по отвесной линии. Проводились многочисленные опыты, и всякий раз оказывалось, что падающее тело отклоняется от отвеса к востоку. Дело в том, что при вращении Земли вокруг оси тела на высоте движутся с большей скоростью, чем на поверхности Земли. При падении они сохраняют по инерции первоначальную скорость и в результате как бы обгоняют точки, находящиеся на поверхности, тем самым отклоняясь от отвесной линии к востоку, так как Земля вращается с запада на восток.

2. Опыт с маятником Фуко. Французский ученый Фуко
произвел опыт с качающимся маятником. Из физики известно, что качающийся маятник сохраняет плоскость качания, если на него не действует никакая другая сила, кроме силы тяжести. На длинном шнуре Фуко подвешивал груз, под ним помешал горизонтальный круг, разделенный на градусы. Маятник выводил из спокойного состояния, придавая его качанию направление вдоль меридиана. Через некоторое время плоскость качания маятника уже не совпадала с направлением север — юг. Почему? А потому что изменялось положение градуированного круга под маятником, который перемещался к востоку в результате вращения Земли вокруг оси. Наблюдателю же казалось, что изменилась плоскость качания маятника. При этом дома в Ачинске на продажу, как стояли так и стоят на своем месте. И ждут нового хозяина.

Итак, кажущееся изменение плоскости качания маятника есть еще одно доказательство вращения Земли вокруг оси.

3. Сплюснутость Земли у полюсов. Сплюснутость Земли у полюсов вызвана центробежной силой, которая возникает только в результате вращения.

Каковы следствия вращения Земли вокруг оси?

Смена дня и ночи. Непрозрачный земной шар не может быть освещен одним источником света—Солнцем — с разных сторон, поэтому на освещенной стороне бывает день, на неосвещенной — ночь. Так как Земля вращается вокруг оси, происходит смена дня и ночи.

Все тела, движущиеся по горизонтали, отклоняются в северном полушарии вправо, в южном — влево относительно наблюдателя, смотрящего в сторону движения. Отклоняющая сила вращения Земли проявляется во многих процессах: изменяет направление воздушных масс, морских течений при их движении. По этой причине происходит подмыв правых берегов у рек в северном полушарии Земли и левых — в южном.

Приливы и отливы в водах морей и океанов образуются в результате притяжения Луной и Солнцем воды на вращающейся Земле.

Каковы следствия вращения Земли вокруг оси?

Почему падающие тела отклоняются к востоку, на какой широте это отклонение наибольшее, где оно равно нулю

Отклонение падающих тел к востоку.Из физики известно, что любое тело падает по отвесной линии. Проводились многочисленные опыты, и всякий раз оказывалось, что падающее тело отклоняется от отвеса к востоку. Дело в том, что при вращении Земли вокруг оси тела на высоте движутся с большей скоростью, чем на поверхности Земли. При падении они сохраняют по инерции первоначальную скорость и в результате как бы обгоняют точки, находящиеся на поверхности, тем самым отклоняясь от отвесной линии к востоку, так как Земля вращается с запада на восток.

Падающее тело отклоняется к востоку с точки зрения исо

§ 71. Вращение Земли вокруг оси

Вращение Земли вокруг оси проявляется во многих явлениях на ее поверхности. Например, пассаты (постоянные ветры в тропических областях обоих полушарий, дующие к экватору) вследствие вращения Земли с запада на восток дуют с северо-востока в северном полушарии и с юго-востока — в южном полушарии; в северном полушарии подмываются правые берега рек, в южном — левые; при движении циклона с юга на север его путь отклоняется к востоку и т.д.

Рис 48 Маятник Фуко. А — плоскость качания маятника.

Но наиболее наглядным следствием вращения Земли является опыт с физическим маятником, впервые поставленный физиком Фуко в 1851 г.

Опыт Фуко основан на свойстве свободного маятника сохранять неизменным в пространстве направление плоскости своих колебаний, если на него не действует никакая сила, кроме силы тяжести. Пусть маятник Фуко подвешен на северном полюсе Земли и колеблется в какой-то момент в плоскости определенного меридиана l (рис. 48, a ). Через некоторое время наблюдателю, связанному с земной поверхностью и не замечающему своего вращения, будет казаться, что плоскость колебаний маятника непрерывно смещается в направлении с востока на запад, “за Солнцем”, т.е. по ходу часовой стрелки (рис. 48,6). Но так как плоскость качания маятника не может произвольно менять своего направления, то приходится признать, что в действительности поворачивается под ним Земля в направлении с запада к востоку. За одни звездные сутки плоскость колебаний маятника совершит полный оборот относительно поверхности Земли с угловой скоростью w = 15° в звездный час. На южном полюсе Земли маятник совершит за 24 звездных часа также один оборот, но против часовой стрелки.

Рис 49. К маятнику Фуко

Если маятник подвесить на земном экваторе и ориентировать плоскость его качания в плоскости экватора, т. е. под прямым y глом к меридиану l (рис. 48), то наблюдатель не заметит смещения плоскости его колебаний относительно земных предметов, т.е. она будет казаться неподвижной и оставаться перпендикулярной к меридиану. Результат не изменится, если маятник на экваторе будет колебаться в какой-либо другой плоскости. Обычно говорят, что на экваторе период вращения плоскости колебаний маятника Фуко бесконечно велик.

Если маятник Фуко подвесить на широте j , то его колебания будут происходить в плоскости, вертикальной для данного места Земли.

Вследствие вращения Земли наблюдат e лю будет казаться, что плоскость колебаний маятника поворачивается вокруг вертикали данного места. Угловая скорость этого поворота w_j равна проекции вектора угловой скорости вращения Земли w на вертикаль в данном месте О (рис. 49), т.е.

Таким образом, угол видимого поворота плоскости колебаний маятника относительно поверхности Земли пропорционален синусу географической широты. В Ленинграде плоскость колебаний маятника поворачивается в час приблизительно на 13°, в Москве — на 12°,5.

Фуко поставил свой опыт, подвесив маятник под куполом Пантеона в Париже. Длина маятника была 67 м, вес чечевицы — 28 кГ. В 1931 г. в Ленинграде в здании Исаакиевского собора был подвешен маятник длиной 93 м и весом 54 кГ. Амплитуда колебаний этого маятника равна 5 м, период — около 20 секунд. Острие его чечевицы при каждом следующем возвращении в одно из крайних положений смещается в сторону на 6 мм. Таким образом, за 1 — 2 минуты можно убедиться в том, что Земля действительно вращается вокруг своей оси.

Вторым следствием вращения Земли (но менее наглядным) является отклонение падающих тел к востоку. Этот опыт основан на том, что чем дальше находится точка от оси вращения Земли, тем больше ее линейная скорость, с которой она перемещается с запада на восток вследствие вращения Земли. Поэтому вершина высокой башни В перемещается к востоку с большей линейной скоростью, нежели ее основание О (рис. 50). Движение тела, свободно падающего с вершины башни, будет происходить под действием силы притяжения Земли с начальной скоростью вершины башни. Следовательно, прежде чем упасть на Землю, тело будет двигаться по эллипсу, и хотя скорость его движения постепенно увеличивается, упадет оно на поверхность Земли не у основания башни, а несколько обгонит его, т.е. отклонится от основания в сторону вращения Земли, к востоку.

В теоретической механике для расчета величины отклонения тела к востоку х получена формула

где h — высота падения тела в метрах, j — географическая широта места опыта, а х выражено в миллиметрах.

В настоящее время вращение Земли непосредственно наблюдается из космоса.

Источники:

http://alaa.ucoz.ru/publ/fizika_i_matematika/moi_stati/otklonenie_ot_vertikali_svobodno_padajushhikh_tel_v_uslovijakh_zemli/2-1-0-150
http://studfiles.net/preview/4167854/page:10/
http://bigenc.ru/physics/text/2312538
http://www.ngpedia.ru/id229746p1.html
http://ru19.ilovetranslation.com/nQLGjdYA85v=d/
http://znanija.com/task/31607613
http://crydee.sai.msu.ru/ak4/Chapt_4_71.htm

Падающее тело отклоняется к востоку с точки зрения исо

ПАДЕ́НИЕ ТЕ́ЛА

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Отклонение — падающее тело

1. Отклонение падающих тел к восток

Почему падающие тела отклоняются к востоку, на какой широте это отклонение наибольшее, где оно равно нулю​

Падающее тело отклоняется к востоку с точки зрения исо

Почему падающие тела отклоняются к востоку, на какой широте это отклонение наибольшее, где оно равно нулю