Påvirker Jordens Rotation Toiletter Og Baseball Spil?

{h1}

Jordens rotation er forklaret i denne artikel. Lær om jordens rotation.

Filosoffer, forskere og astronomer har taget fat på livets mest presserende spørgsmål siden begyndelsen af ​​tiden. De har overbevist os om, at Jorden faktisk er rund, at den drejer rundt om solen, og at den roterer på sin akse en gang omkring hver 24. time. Men de kan ikke synes at være enige om den rolle, som rotation spiller i den måde, toiletter flush og baseballs rejser.

Populær kultur har faktisk taget puslespilpusten før. I en klassisk episode af "The Simpsons" overlever Lisa en skeptisk Bart, som altid tømmer til venstre (mod uret) og de i den sydlige halvkugle tømmer til højre (med uret).

Forudsætningen for dette bekymrende spørgsmål er et fænomen kendt som Coriolis effekt. I grunden henviser Coriolis-effekten til den måde, at jordens østlige rotation påvirker, hvordan vi ser bevægelsesretningen af ​​visse bevægelige genstande. Ved ækvator, hvor jorden er omkring 24.900 kilometer (40.076 kilometer) i diameter, bevæger jord på mere end 1.000 miles i timen (1.609 kilometer i timen). Når vi bevæger os tættere på polerne, går jorden meget langsommere. Ved 60 graders nordlig bredde bevæger jorden f.eks. Omkring halvdelen af ​​denne hastighed [kilde: Plait].

På den nordlige halvkugle betyder det, at en genstand, der rejser fra ækvator mod polerne, ser ud til at skubbe til højre, fordi den opretholder det større momentum i dets oprindelsessted. På returflyvningen vil genstanden igen vende til højre - denne gang fordi den ikke havde så meget indledende momentum. På den sydlige halvkugle er virkningen det modsatte; objekter ville springe til venstre.

Selvom Bart Simpson aldrig kom til bunden af ​​Coriolis-conundrumet - på trods af et opkrævningsopkald på $ 900 til Australien - vil denne artikel forklare, hvad der er sandt om Coriolis-effekten, og hvad er det hele, der spinder.

Mere Coriolis: Hvad det er og ikke

Denne ting? Ingen match for Coriolis-effekten.

Denne ting? Ingen match for Coriolis-effekten.

Mens nogle forklaringer af Coriolis-effekten er afhængige af komplicerede ligninger og forvirrende videnskabelige jargon, er der en enklere måde at visualisere det på: Billedet er i centrum af en god tur (symboliserer Nordpolen), der drejer mod uret. Hvis du kaster en bold direkte på tværs af en person på den modsatte side (ækvator), ser bolden frem til højre, fordi denne person bevæger sig hurtigere end du er.

Nogle gange kaldes Coriolis effekten Coriolis force. Årsagen er enkel: For at få et objekt til at accelerere, synes det at ændre retningen af ​​objektet. Coriolis-styrken er dog ikke en typisk kraft som et skub eller en træk. Effekten er faktisk baseret på observatørens perspektiv. En kraft virker ikke rigtig på objektet for at få det til at gå naturligvis; det ser ud til at kurve på grund af jordens bevægelse under den. For en person, der står uden for den roterende referenceramme, bevæger objektet sig stadig i en lige linje. Da den såkaldte Coriolis force ikke rent faktisk handler om genstanden for at ændre kurset, argumenterer nogle mennesker for, at det er mere præcist at fortsætte med at kalde det Coriolis-effekten. Andre skelner mellem Coriolis-kraften og andre (faktiske) kræfter ved at kategorisere den som en inertial eller fiktive kraft.

Nu hvor du har en bedre forståelse af, hvad Coriolis-effekten er, bør du også vide, hvad det ikke er. Vigtigst er det ikke nogen almægtig kraft, der påvirker alle bevægelige genstande på planeten. Reelle kræfter, som tyngdekraften, kan konkurrere med - eller endda overvældende - Coriolis-effekten. Denne konkurrence er mere tilbøjelige til at forekomme med mindre genstande, der ikke rejser meget hurtigt eller meget langt.

Lad os genoverveje det gode eksempel. I modsætning til Jorden gør denne glædelig runde komplette rotationer flere gange i minuttet. Vores planet, derimod, spinner kun rundt en gang hver 24. time - ikke nok til at påvirke et spil fangst eller et spildt toilet. Selv tornadoer er for små til at blive påvirket af Coriolis "force." Find ud af præcis hvorfor på den næste side.

Coriolis-effekten: Myter og misforståelser

Hvis Coriolis-effekten får nogle objekter til at ændre retning, hvorfor har det ikke indflydelse på tornadoer eller toiletvand?

Selvom forudsætningen er fornuftig - at jordens østlige spinding vil få vandet i en toiletskål til at spinde så godt - i virkeligheden er kraften og hastigheden, som vandet kommer ind i og forlader beholderen, alt for stor til at blive påvirket af noget som minimale som en enkelt 360-graders vende om dagen. Når alt er sagt og gjort, spiller Coriolis-effekten ingen større rolle i toiletspyler og baseballspil, end det gør i revolutionen af ​​cd'er i dit stereoanlæg. De ting, der virkelig bestemmer den retning, hvor vandet forlader dit toilet eller vask, er skålens form og den vinkel, hvormed væsken oprindeligt kommer ind i den skål.

Coriolis-effekten kan spille en lille rolle i retning af en tornados spin - hvis omstændighederne er rigtige. Oftere end ikke, dog er den retning bestemt af stormsystemet, der skabte twisteren i første omgang. Disse stormsystemer, eller superceller, resulterer når tør polar luft sammenstød med fugtig tropisk luft og skaber en optræk, da den varmere luft hurtigt stiger. Når luften flyder opad, forårsager forøgelsen af ​​vindhastigheden en tornados karakteristiske rotation.

Ligeledes kan New York Yankees, Los Angeles Dodgers og andre elite baseballhold ikke rigtig kreditere videnskabelige fænomener for deres resultater. Ting kan være anderledes, hvis første base var på ækvator og tredje var på Nordpolen. Men i den korte afstand mellem kandehøjen og batterens kasse får Coriolis-effekten ikke en masse trækkraft. Selv den mest skræmmende tættere ville ikke se meget forskel på placeringen af ​​hans fastball som følge af jordens rotation, end han ville fra en vindstød.

Langsomt Spinning Vask

Som du ved, er Coriolis-effekten ikke stærk nok til at påvirke den måde, som en normal vask dræner. Ting som tyngdekraft og uregelmæssigheder i sinkens form kan overvinde eventuelle effekter af jordens rotation. Men som nogle måske alt for nysgerrige videnskabsmænd opdagede, hvis alle yderlige faktorer elimineres, kan Coriolis-effekten faktisk bestemme retningen af ​​vanddræningen. Du er dog usandsynligt nogensinde at observere dette i aktion: Forskerne var nødt til at lade vandet sidde stille i mere end tre uger og derefter lade vasken afløb et dryp ad gangen. Dette tillod udvendige påvirkninger (som strømme) at svække og give Coriolis-effekten en chance for at gøre sine ting [kilde: Plait].

Coriolis virkning i aktion

Selv om Coriolis-effekten ikke bestemmer retningen for toiletspyler eller knoglekugler, har den en betydelig indvirkning på vejrmønstre. Hvis du nogensinde har set vejrkanalen, har du sikkert bemærket alle de pile, der virker rundt om meteorologens kort for at angive vindretningen. Den retning, disse pilene peger mod, er i høj grad bestemt af Coriolis-effekten.

Dette indhold er ikke kompatibelt på denne enhed.

Hvis jorden ikke roterede, ville vindene rejse enten nord eller syd på grund af forskelle i temperatur og tryk på forskellige breddegrader. Men siden Jorden roterer, afleder Coriolis-kraften disse vind til højre på den nordlige halvkugle og til venstre på den sydlige halvkugle.

På den nordlige halvkugle forårsager denne afbøjning vindstrømmen omkring højtrykssystemer til at gå med uret, mens strømning omkring lavtrykssystemer bevæger sig mod uret. Forestil dig et lavtrykssystem som et vakuum, som suger al den omgivende luft lige mod den, hvilket skaber mange vektorer af vind, der alle fokuserer på ét sted. På grund af Coriolis-effekten bliver hver af disse vektorer vridd til højre, hvilket igen skaber en mod uretstrøm. Med et højtrykssystem bliver luften tvunget udad, og Jordens østgående spin skaber en uret flow. På den sydlige halvkugle finder det modsatte sted: Vind omkring lavtrykssystemer cirkler med uret, mens vinden omkring højtrykssystemer cirkler mod uret.

De hvirvlende bevægelser omkring lavtrykssystemer er faktisk drivkraften bag orkaner. Luften bliver suget ind med en sådan kraft og spinder i en sådan grad, at en potentielt destruktiv storm udvikler sig. Varmt havvand brænder systemet, og hvis det får en chance for at vokse over en periode, kan kraftige vinde på mere end 62 miles i timen (100 kilometer i timen) danne en storm, der er stærk nok til at ødelægge noget i sin vej - alt lige fra spin på vores lille planet.

Krumningen af ​​vindene skabt af Coriolis-effekten hjælper også med at skabe overfladiske havstrømme. Vinden trækker på vandets overflade, hvilket skaber spiralstrømme, der kaldes Gyres. Som du måske har gættet, drejer gyren på den nordlige halvkugle med uret og dem på den sydlige halvkugle drejer mod uret.

Meteorologer og søfolk er ikke de eneste, der er nødt til at kæmpe med Coriolis-effekten. Da fly dækker store afstande på kort tid, skal piloter også tage højde for deres indflydelse, når de kortlægger stierne for deres flyvninger. For eksempel vil et fly, der er ledet fra Miami (hvor jordens rotation er mere udtalt) til New York ende i Atlanterhavet, hvis piloten ignorerede virkningerne af Jordens rotation.

Observation af Coriolis-effekten i det virkelige liv

Når han kaster bolden, vil jordens rotation ændre sig, hvor den går?

Når han kaster bolden, vil jordens rotation ændre sig, hvor den går?

Hvis du har meget tålmodighed, kan du se bevis på Coriolis-effekten på en objekts bevægelse ved hjælp af en enhed kendt som Foucaults pendul. Disse pendler findes på flere steder rundt omkring i verden og betragtes som de bedste af deres art. Opkaldt efter fransk videnskabsmand Léon Foucault, blev disse massive eksperimentelle enheder designet til at vise, hvordan Jorden drejer sig om sin akse. Du kan finde dem i universiteter og planetarier over hele kloden.

Et Foucaults pendul er forankret af et kugleleje, har en ekstra stor pendulmasse og en superlang streng, så den kan svinge langsomt og modstå luftmotstandsvirkningerne. Da pendulet ikke har udvendige kræfter, der påvirker dets bevægelse, er det eneste, der virker på det, jordens rotation under den. Som det svinger, gør Coriolis-effekten pendulfjederen til siden og ændrer langsomt sit svingende plan. Efter cirka 24 timers smertefuld venter kan du se, at den har gjort en fuld rotation.

Hvis du ikke har så meget tid til at dræbe, kan du stadig observere Coriolis-effekten i aktion. Selv om Coriolis-effekten har en ubetydelig indvirkning på baseballs, kan den påvirke banen af ​​meget hurtige langdistanseprojektiler som missiler og fartkugler. Under første verdenskrig måtte tyskerne kompensere for Jordens bevægelse, da de fyrede skaller i Paris med en ekstremt tung hofter, som de kaldte Big Bertha.Hvis de ikke havde taget højde for Coriolis-effekten, ville deres skaller, der blev afskediget fra 112,6 km væk, være gået afsted med næsten 1,6 km. [Kilde: Veh].

Så selvom Coriolis-styrken måske kaldes imaginær af nogle, kan dens virkninger være ret virkelige. Bare gør alle en tjeneste og prøv ikke at forlade dit toilet unflushed i tre uger for at bevise det punkt.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com