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. Η γη περιστρέφεται αντίθετα με τους δείκτες του ρολογιού και εξαιτίας αυτής της περιστροφής δημιουργείται μια φαινομενική δύναμη, η Κοριόλις (εκτρεπτική δύναμη). Αυτή προκαλεί μια εκτροπή της διάταξης των παγκοσμίων ανέμων, συγκεκριμένα εκτρέπει τη διεύθυνση του ανέμου στα δεξιά στο βόρειο ημισφαίριο και στα αριστερά στο νότιο ημισφαίριο. Έτσι, στο βόρειο ημισφαίριο ο άνεμος κινείται αντίθετα από τους δείκτες του ρολογιού γύρω από ένα βαρομετρικό χαμηλό, και με την φορά του ρολογιού γύρω από ένα βαρομετρικό υψηλό. Το αντίθετο συμβαίνει στο νότιο ημισφαίριο.