Siła Coriolisa i kolej bezwładnościowa.

Siła Coriolisa to zjawisko, którego istota polega na bezwładności ciał oraz zachowania momentu pędu tych ciał. To zjawisko jest charakterystyczne i odnosi się do całych planet, zwłaszcza tych które rotują dość szybko. Taka planeta jak Ziemia obraca się z zachodu na wschód z prędkością 15 stopni na godzinę a biorąc pod uwagę obwód równikowy, który jest równy mniej więcej 40 tysięcy kilometrów w ciągu godziny każdy obiekt znajdujący się na równiku przebywa mniej więcej odległość równą 1667 km, co otrzymujemy dzieląc obwód równikowy przez ilość godzin (24 h) co daje prędkość w pasie przyrównikowym równą mniej więcej 1667 km/h. W związku z czym każde ciało poruszające się z południa na północ, bądź z północy na południe doznaje siły Coriolisa, która powoduje to że tor jego poruszania odchyla się odpowiednio na półkuli północnej prawostronnie, tak iż prawe brzegi rzek na półkuli północnej ulegają erozji wodnej i są podmywane bardziej niż lewe, a na półkuli południowej dzieje się dokładnie odwrotnie. Obiekt materialny zrzucony z wysokiej wieży w kierunku powierzchni Ziemi, spadnie na półkuli północnej, nieco w innym punkcie(nieco na zachód) niż wynikałoby z jego trajektorii lotu prostoliniowego wynikającego z jego zgrubnej oceny.

Na skutek ruchu obrotowego planety ciało materialne spada nieco na zachód od spodziewanego punktu upadku po zrzuceniu z wysokiej wieży. 

Na biegunach zatem siła Coriolisa nie wywołuje tego rodzaju efektów jednak wahadło Faucaulta wykaże jej istnienie, a mianowicie usytuowane na biegunie wahadło wykona 360 st. obrót w ciągu doby, w strefach pomiędzy równikiem a biegunem (południowym lub północnym) ruch wahadła będzie wolniejszy, natomiast wahadło umieszczone na równiku nie będzie obracało się w skali dnia , więc będzie ono statyczne. Tego rodzaju doświadczenia oparte na wahadle Faucaulta potwierdzają w sposób naoczny zasadę zachowania pędu i potwierdzają obrót Ziemi, co w dawnych czasach nie było jeszcze takim pewnikiem. Siły występujące na powierzchni Ziemi związane z momentem pędu są to siły pozorne, dotyczące bezwładności, wynikające z podstawowych praw fizycznych obowiązujących w przyrodzie.

Nieco może niespodziewanym rozwiązaniem w tym momencie zaprezentowanym byłaby kolej bezwładnościowa oparta na tego rodzaju zjawiskach. Przy wykorzystaniu dużej częstotliwości i ciężaru, skład mógłby poruszać się w jednym kierunku a mianowicie na zachód ale mógłby też poruszać się pod kątem do kierunku osi wschód - zachód, na zasadzie siły częściowej, działającej z ukosa. Strzałki niebieskie przedstawiają kierunek obrotu planety. Zielone strzałki oznaczają kierunek relatywnego przesunięcia - kierunku podróży składu. Czerwonym kolorem zaznaczyłem tkz. martwy punkt. Zielonym zaznaczyłem początkowe położenie składu. W przypadku okręgu kierunek jazdy z początkowego położenia zależny jest od przypadkowego rozkładu sił.
Skład w tunelu na zasadzie sił płynnych przy zastosowaniu dużej częstotliwości drgań, za każdym razem, gdy spada w polu grawitacyjnym, przemieści się ułamek milimetra jednak przy wysokiej częstotliwości przemieszczenia te sumują się do metrów. Jednak gdy masa przemieści się w dół musi ona powrócić w górę, żeby domkną się cykl, co wymaga energii, ale przy małej szczelinie pomiędzy dolną szyną i górną, może dochodzić do bardzo szybkich drgań oraz rezonansu.

Całość wymaga na pewno gruntownego przemyślenia. Jednak myślę, że jest to dość ciekawe podejście do kwestii zachowania momentu pędu i wykorzystaniu tego zjawiska do konkretnych celów w warunkach planetarnych
.



Komentarze

Popularne posty