코리올리 효과 계산기

계산 입력

질량 (kg)

속도 (m/s)

위도 (도)

각속도 Ω (rad/s)

지구 자전 Ω ≈ 0.00007292 rad/s (7.292×10⁻⁵). 지구에서의 문제라면 기본값 그대로 두세요.

결과

코리올리 힘

0.103124

뉴턴 (N)

코리올리 가속도	0.010312 m/s²
sin(위도)	0.707107

코리올리 효과란?

코리올리 효과는 지구 표면처럼 회전하는 기준계 안에서 움직이는 물체를 관측할 때 나타나는 겉보기 편향 현상입니다. 이 효과 때문에 대규모 기상 시스템과 해류, 장거리 발사체의 경로가 휘어집니다. 이 계산기는 물체의 질량, 속도, 위도, 그리고 회전체의 각속도를 바탕으로 움직이는 질량에 작용하는 코리올리 힘의 크기를 구해 줍니다.

코리올리 효과는 북반구에서는 움직이는 물체를 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 편향시킵니다.

계산기 사용법

물체의 질량을 킬로그램(kg) 단위로, 속도를 초당 미터(m/s) 단위로, 위도를 도(°) 단위로 입력하세요. 위도는 북반구는 양수, 남반구는 음수로 입력합니다. 각속도 \(\Omega\)는 지구 기준값인 약 \(7.292\times10^{-5}\ \text{rad/s}\)로 설정되어 있으며, 화성이나 회전 플랫폼 등 다른 회전체를 다룰 때는 이 값을 바꾸면 됩니다. 계산기는 코리올리 힘(뉴턴), 그에 대응하는 가속도, 그리고 사용된 위도의 사인 값을 함께 보여 줍니다.

공식 설명

코리올리 힘의 크기는 다음과 같이 표현됩니다.

$$F_c = 2 \cdot m \cdot v \cdot \Omega \cdot \sin\!\left(\varphi\right)$$

여기서 \(m\)은 질량, \(v\)는 속력, \(\Omega\)는 각속도, \(\varphi\)는 위도입니다. 사인 값을 구하기 전에 위도는 라디안으로 변환됩니다. \(\sin(\varphi)\) 항이 있기 때문에 수평 방향 코리올리 효과는 극지방에서 가장 강하고(\(\sin 90° = 1\)), 적도에서는 0이 됩니다(\(\sin 0° = 0\)). 힘을 질량으로 나누면 가속도 \(a_c = 2v\Omega\cdot\sin(\varphi)\)가 되는데, 이 값은 물체의 질량과는 무관합니다.

\(F = 2mv\Omega\cdot\sin(\varphi)\)의 주요 값: 위도각 \(\varphi\), 물체의 속도 \(v\), 행성의 각속도 \(\Omega\).

계산 예시

지구(\(\Omega = 7.292\times10^{-5}\ \text{rad/s}\))의 위도 45° 지점에서 10 kg의 물체가 100 m/s로 움직인다고 합시다. \(\sin(45°) \approx 0.70711\) 이므로

$$F = 2 \times 10 \times 100 \times 0.00007292 \times 0.70711 \approx 0.10312\ \text{N}$$

이 됩니다. 가속도는 \(0.010312\ \text{m/s}^2\) 입니다.

자주 묻는 질문

적도에서 힘이 0인 이유는? \(\sin(0°) = 0\) 이므로 적도에서는 수평 방향 코리올리 힘이 사라집니다.

방향도 중요한가요? 이 계산기는 힘의 크기만 계산합니다. 북반구에서는 운동 방향의 오른쪽으로, 남반구에서는 왼쪽으로 편향이 일어납니다.

지구의 \(\Omega\) 값은 무엇을 써야 하나요? 지구는 항성일마다 한 바퀴 자전하므로 \(\Omega \approx 7.292\times10^{-5}\ \text{rad/s}\) 이며, 이 값이 기본값으로 설정되어 있습니다.