Δύναμη Κοριόλις

Η δύναμη Κοριόλις (Coriolis force) είναι φαινόμενη δύναμη η οποία εμφανίζεται σε μη αδρανειακά συστήματα αναφοράς. Πήρε το όνομά της από τον Γκασπάρ-Γκυστάβ ντε Κοριόλις. Ο δεύτερος νόμος του Νεύτωνα σε ένα σύστημα αναφοράς του οποίου οι άξονες περιστρέφονται με γωνιακή ταχύτητα ${\vec {\omega }}$ γράφεται (για σταθερή μάζα) ως:

$m\left({\frac {d^{2}{\vec {r}}}{dt^{2}}}\right)_{R}=m\left({\frac {d^{2}{\vec {r}}}{dt^{2}}}\right)_{I}-2m{\vec {\omega }}\times {\frac {d{\vec {r}}}{dt}}-m{\vec {\omega }}\times \left({\vec {\omega }}\times {\vec {r}}\right)$

Ο δείκτης $I$ υποδηλώνει το αδρανειακό σύστημα αναφοράς (άρα $m\left({\tfrac {d^{2}{\vec {r}}}{dt^{2}}}\right)_{I}$ είναι η πραγματική δύναμη η οποία δέχεται το σώμα) και ο δείκτης $R$ υποδηλώνει το περιστρεφόμενο σύστημα αναφοράς. Ως εκ τούτου, η επιτάχυνση του σώματος στο περιστρεφόμενο σύστημα αναφοράς είναι αποτέλεσμα της συνισταμένης της πραγματικής δύναμης που του ασκείται και δύο επιπλέον "φανταστικών" δυνάμεων, οι οποίες δεν έχουν κάποιο φυσικό αίτιο και δεν εμφανίζονται στο αδρανειακό σύστημα αναφοράς. Ο όρος $-2m{\vec {\omega }}\times {\tfrac {d{\vec {r}}}{dt}}$ αποτελεί τη δύναμη Κοριόλις, η οποία είναι πάντα κάθετη στην ταχυτητα του σώματος.

Μετεωρολογία

Η δύναμη Κοριόλις εξηγεί την αντιωρολογιακή (ως προς παρατηρητή στον Νότιο πόλο) κίνηση του ανέμου στην επιφάνεια της Γης. Η επιφάνεια της Γης λόγω της περιστροφής αλλάζει κατεύθυνση κι επομένως επιταχύνεται. Όμως σε ένα επιταχυνόμενο σύστημα αναφοράς δεν ισχύουν οι νόμοι κίνησης του Νεύτωνα. Χρειαζόμαστε έτσι, μία δύναμη που να εξηγεί αυτήν την κίνηση, την δύναμη Κοριόλις. Κάθε κίνηση στο Βόρειο ημισφαίριο εκτρέπεται προς τα δεξιά και στο νότιο ημισφαίριο είναι αντίθετα προς τα αριστερά, και εφόσον η δύναμη είναι κάθετη στην ταχύτητα, οι τροχιές των ανέμων είναι κυκλικές.