Wyobraźmy sobie satelitę, który orbituje Ziemię. Mamy tu spadek swobodny, czyli wewnątrz satelity nie ma żadnych sił, co widać w filmach ze stacji orbitalnych: kosmonauta puszcza, np. radio i ono wisi w powietrzu.
Teraz weźmy pod uwagę, że Ziemia jednak krąży dookoła Słońca - ona również spada swobodnie. Czy przypadkiem nie pojawi się tu siła Coriolisa na satelitę?
Tej siły oczywiście nie widać wewnątrz satelity, bo ona działa jednakowo na każdy element - jak grawitacja, zatem orbita satelity się zmieni.
F = 2v x W; v - prędkość satelity względem Ziemi; W - rotacja całego układu, czyli W = 2pi/rok;
v = w'r; w' - rotacja satelity, ale względem Ziemi; względem gwiazd będzie: w = w' + W; dla w = W, siła F będzie zerowa: w' = 0, czyli satelita stoi na linii Ziemia - Słońce...
No, ale przecież Coriolis to siła pozorna w układzie nieinercjalnym, a zawsze można problem wyliczyć w inercjalnym - z sił rzeczywistych.
Zatem gdzie są tu te siły rzeczywiste? Siły pływowe ze Słońca będą inne - wielokrotnie mniejsze od Coriolisa.
Weźmy np. Księżyc: v = 1km/s; W = 2pi/(86400s * 365.24); stąd przyspieszenie Coriolisa: a_c = 2 v x W = 0.0004 m/s^2;
Natomiast siła pływowa ze Słońca (maksymalna - podczas koniunkcji): a_s = GM/d^2 * 2r/d = W^2 d * 2r/d = W^2 * 2r = 2 (Wr) * W = 2 V x W; r = 384 tyś. km, czyli: V = Wr = 76.5 m/s; i już widać że to jest znacznie poniżej v = 1000 m/s;
a_s = 2 V x W = 0.000015 m/s^2;
a_c / a_s = 26.27; tyla razy jest większy Coriolis od wpływów pływów.
Z tej siły Coriolisa można wyliczyć precesję orbity Księżyca 18.6 lat, oraz zmianę okresu (wydłużenie o 0.13%) - i wszystko się zgadza.
Zatem o co tu chodzi? Chyba o to, że ten Coriolis jest tak samo pozorny jak grawitacja...
|