Ruch obrotowy Ziemi czy Ziemia się obraca?

Prezentacja na temat: "Ruch obrotowy Ziemi czy Ziemia się obraca?"— Zapis prezentacji:

1 Ruch obrotowy Ziemi czy Ziemia się obraca?
W. Ogłoza

2 Efekty ruchu wirowego Ziemi
Zjawisko dnia i nocy Spłaszczenie Ziemi przez siłę odśrodkową bezwładności Zależność ciężaru od szerokości geograficznej Siła Coriolisa Zmiana płaszczyzny wahań wahadła Foucaulta

3 Czy Ziemia się obraca? Przyspieszony ruch Gwiazdy Polarnej wokół Bieguna Niebieskiego

4 Pomiary czasu z obserwacji Słońca
Gnomon - najstarszy zegar ma kilka wad: - niejednorodny ruch cienia - zmiana długości cienia N

5 Siła odśrodkowa bezwładności
Fodś = mv2/r Fg=mggraw Q = Fg - Fodś r  g()= sin2() Q = m g() g – przyspieszenie Q – ciężar  - szer. geogr..

6 Siła Coriolisa Jest obecna we wszystkich układach obracających się z jakąś prędkością kątową  Dotyczy wszystkich ciał poruszających się z liniową prędkością v Wartość i zwrot siły Coriolisa określa iloczyn wektorowy (symbol: ) wektorów v i 

7 Iloczyn wektorowy Wartość siły (długość wektora) wynosi: F=|F| = 2m v  sin() gdzie: v - wartość prędkości  - wartość prędkości kątowej [ radian / s ]  - kąt pomiędzy wektorami v i  Zwrot określa reguła wektorów prawoskrętnych (tzw. reguła prawej śruby)  F  V F

8 Reguła 3 palców | Reguła śruby!!!
F F  V  V PRAWA RĘKA PRAWA ŚRUBA

9 Składowe siły Coriolisa
  Na powierzchni Ziemi najczęściej mamy do czynienia z ruchami w poziomie (wiatr, rzeki, pojazdy itp.) oraz z ruchami w pionie (spadek ciał, konwekcja powietrza) Wygodnie jest rozłożyć wektor  na składową pionową | i na składową poziomą - | =  cos () - =  sin () N | -   - | S

10 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |
Składowa siły Coriolisa pomiędzy poziomym wektorem prędkości v i wektorem | powoduje zbaczanie wszystkich ciał w prawo od kierunku ich ruchu

11 Symulacja rotacji Ziemi

12

13

14 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |
Efekty na półkuli północnej: Ruch mas powietrza Podmywanie prawych brzegów rzek (niezależnie od kierunku w jakim płyną) Szybsze ścieranie się prawych szyn kolejowych Odchylenie pocisków Na równiku | znika !

15 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |

16 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |

17 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |
V N Niż Widok z boku Widok z góry Ruch przeciwny do wskazówek zegara

18 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową |
V W Wyż Widok z boku Widok z góry Ruch zgodnie ze wskazówkami zegara

19 Na półkuli południowej jest odwrotnie
Na półkuli południowej jest odwrotnie! Na półkuli północnej w niżu barycznym powietrze krąży przeciwnie do kierunku ruchu wskazówek zegara a na południowej – zgodnie ze wskazówkami zegara. Półkula północna. Półkula południowa

20 Wahadło Foucaulta Na biegunie płaszczyzna wahań jest stała w przestrzeni (zasada zachowania momentu pędu) Dla obserwatora związanego z wirującą Ziemią płaszczyzna wahań będzie się pozornie skręcać a okres jej obrotu będzie równy okresowi obrotu Ziemi

21 P = T / sin ()= ( 23h 56m 04.09s ) / sin ()
Wahadło Foucaulta Poza biegunem płaszczyzna wahań nie może być stała gdyż porusza się punkt zamocowania wahadła Zaobserwowano, że poza biegunem okres obrotu płaszczyzny wahań będzie zależał od szerokości geograficznej: P = T / sin ()= ( 23h 56m 04.09s ) / sin ()

22 Jean Bernard Léon Foucault i jego wahadło

23 Symulacja wahadła

24 Wahadło w Krakowie

25 Kościół Piotra i Pawła

26 Ruch w poziomie na półkuli północnej Oddziaływanie ze składową -
Oddziaływanie to powoduje zmianę ciężaru ciała, w zależności od kierunku ruchu ciała Wektory v i - leżą poziomo, zatem wektor siły F jest skierowany pionowo Ruch na wschód ciężar maleje, na zachód ciężar rośnie

27 Ruch w PIONIE na półkuli północnej
Znika oddziaływanie z wektorem | bo sin() = 0 (=00 lub =1800) Oddziaływanie z wektorem - (skierowanym na północ) powoduje odchylenie toru ciała od linii pionu Jeśli ciało spada odchylane jest na wschód Jeśli się wznosi to odchylane jest na zachód na północ - F V