Koriolis qüvvəsinin təsiri ilə baş verən hadisələr

Koriolis qüvvəsinin təsiri ilə baş verən hadisələr
Yer həm öz oxu, həm də Günəş ətrafında fırlandığından onun üzərində hərəkət edən bütün cisimlərə Koriolis qüvvəsi öz təsirini göstərməlidir. Belə ki, şimal yarımkürəsində şimala, cənub yarımkürəsində isə cənuba axan çaylar, axının istiqamətində baxdıqda uyğun olaraq sağ və sol sahillərini daha çox yuyurlar. Qatarlar şimala gedəndə sağ, cənuba gedəndə isə sol relsi daha çox yeyilir.
Koriolis qüvvəsi, hərəkətin hansı istiqamətdə baş verməsindən asılı olmayaraq, hərəkət istiqamətində baxdıqda şimal yarımkürəsində sağa, cənub yarımkürəsində isə hərəkətin soluna doğru istiqamətdə yönəlir.
Koriolis qüvvəsinin təsiri ilə passat küləklərinin yaranması əlaqədardır.Sərbəst düşən cisimlər Koriolis qüvvəsinin təsirindən şaquli istiqamətdən şərqə doğru meyl edirlər. Koriolis qüvvəsinin ən çox təsiri ekvatorda olur, qütblərdə isə təsiri olmur.
Mərminin hərəkət trayektoriyasına Koriolis qüvvəsi təsirini göstərir və bu atış istiqamətindən asılıdır. Mərmi şimal istiqamətində uçuşu zamanı şimal yarımkürəsində şərqə, cənub yarımkürəsində isə qərbə doğru meyl edir və uyğun olaraq cənub istiqamətində uçuşu zamanı şimal yarımkürəsində qərbə, cənub yarımkürəsində isə qərbə doğru meyl edir. Mərmi ekvator boyu şərqə uçarkən yuxarı və ekvator boyu qərbə uçarkən aşağı (Yerə doğru) meyl edir.
Fransız alimi Fuko uzunluğu olan riyazi rəqqasla təcrübə apararaq rəqs müstəvisinin dəyişməsini nümayiş etdirməklə (rəqqasın rəqs müstəvisi Yerin fırlanma istiqamətinin əksi istiqamətində dönürdü) həm bunun Koriolis qüvvəsi təsirindən baş verməsini, həm də Yerin öz oxu ətrafında fırlanmasını praktik olaraq təsdiq etmişdir.
Qalileyin çevrilmələri və nisbilik prinsipi
Maddi nöqtənin hərəkətini təsvir etmək üçün zamana görə onun koordinatları, sürəti və təcilinin necə dəyişməsini bilmək lazımdır. Bəzi hallarda hərəkətin tədqiqi zamanı bir hesablama sistemindən (o x y z) ona nəzərən sabit sürətlə hərəkət edən digər (o’ x’ y’z’) hesablama sisteminə keçmək lazim olur.
Tutaq ki:
o x y z və o’ x’ y’z’ koordinat sistemlərinin uyğun oxları paraleldirlər;
sürəti x oxu boyunca yönəlib;
Başlanğıc zaman anında (t=0) sistemlərin başlanğıcları (o və o’ nöqtələri) üst – üstə düşürlər.
Hər hansı maddi nöqtənin hər iki sistemlərdəki x, y, z və x’, y’,z’ koordinatları arasındakı əlaqəyə baxaq:
(1)
Sadəlik üçün aşağdakı və.s işarələrdən istifadə edək.
(1)-dən alınır ki:
(2)
Buradan Qalileyin sürətlərin toplanması qanunu alınır:
Təcillər üçün alırıq:
(3)
Burada olduğundan, olur.
Yəni .
Beləliklə bir hesablama sistemində cismin koordinatları və sürəti məlumdursa onun digər sistemə nəzərən koordinatları və sürətini müəyyən etmək olar.
(1), (2) və (3) Qaliley çevirmələri adlandırırlar. Onlar butun ə.h.s.-də doğrudur.
Göründüyü kimi Qaliley çevirmələri mexanikanın əsas tənliyini dəyişmir.Qalileyin nisbilik prinsipinə görə mexanikanın qanunları bütün ə.h.s.-də eynidir. Başqa sözlə mexaniki hadisələr, eyni şəraitdə olmaq şərti ilə bütün ə.h.s.-də eyni olur.Buradan alınır ki, bütün ə.h.s.-də impuls və qüvvələr eynidir. Zaman da bütün ə.h.s.-də eynidir.
Klassik mexanikada hesab edilir ki,qarşılıqlı təsir ani olaraq sonsuz böyük sürətlə baş verir.
Enşteynin xüsusi nisbilik nəzəriyyəsinin (x.n.n.) postulatları
X.N.N.-nin əsasını çoxlu sayda təcrübi faktların ümumiləşməsi olan iki postulat təşkil edir:
bir ə.h.s.-dən digərinə keçdikdə fiziki hadisələrin xarakteri dəyişmir.
işığın boşluqda yayılma sürəti mənbə və qəbuledicilərin hərəkətindən asılı olmayaraq sabitdir.
Birinci postulat Qalileyin nisbilik prinsipinin mexaniki hadisələr çərçivəsindən çıxararaq bütün fiziki hadisələr (elektrik, maqnit, optik) üçün ümumiləşdirilməsindən ibarətdir. Qarşılıqlı təsir sonsuz yox, C sürəti ilə baş verir.
Enşteyn Qaliley çevrilmələrini Lorens çevrilmələri ilə əvəz etdi və mexaniki impuls üçün yeni ifadə aldı. Bu halda həm mexanika tənlikləri həm də elektrodinamika tənlikləri Enşteyn postulatları və Lorens çevrilmələri ilə uyğun gəldilər.
Lorens çevrilmələri
Tutaq ki:
və koordinat sistemlərinin uyğun oxları paraleldirlər.
sistemi sisteminə nəzərən X oxu boyunca sürətlə hərəkət edir.
başlanğıc zaman anında sistemlərin başlanğıcları ( və nöqtələri) üst üstə düşürlər.
Bu halda kordinatlar üçün olan çevrilmələr belədir:
(1)
Burada
Sürətlərin fırlanma qaydasını tapaq. Bundan ötrü (1) ifadəsini differensiallayaq:
Buradan alınır ki:
(2)
Beləliklə sürətlərin klassik toplanma qaydası işıq sürətinə yaxın sürətlərdə yaramır.
Əgər (yəni )olarsa və olar. Ona görə (1) və (2)-dən Qalileyin çevirmələri alınar.
Qeyd edək ki, bir ə.h.s.-dən digərinə keçdikdə təcillərdə saxlanılmır.
|