Coriolis Kuvveti Nedir?
Coriolis kuvveti, dönen bir referans çerçevesi içinde hareket eden cisimlere etki eden görünür (eylemsizlik) bir kuvvettir; en bilinen örneği kendi ekseni etrafında dönen Dünya'dır. Hareket eden havayı, suyu ve mermileri Kuzey Yarımküre'de sağa, Güney Yarımküre'de sola saptırır. Her ne kadar gerçek bir fiziksel itme olmadığı için "sözde" (kurgusal) bir kuvvet olsa da etkileri son derece gerçektir: hava sistemlerini, okyanus akıntılarını ve uzun menzilli topçu mermilerinin yörüngelerini şekillendirir.
Formül
Bu hesaplama aracı yatay Coriolis kuvvetinin büyüklüğünü kullanır:
$$F_c = 2 \cdot m \cdot v \cdot \Omega \cdot \sin(\varphi)$$
Burada m cismin kilogram cinsinden kütlesi, v metre/saniye cinsinden hızı, Ω Dünya'nın açısal hızı (\(7{,}292 \times 10^{-5}\ \text{rad/s}\), yani bir yıldız gününde bir tam dönüş) ve φ derece cinsinden enlemdir. \(\sin(\varphi)\) çarpanı, etkinin ekvatorda (\(\varphi = 0\)) sıfıra indiğini ve kutuplarda (\(\varphi = \pm 90^\circ\)) en güçlü olduğunu gösterir.
Nasıl Kullanılır?
Hareket eden cismin kütlesini, hızını ve hareket ettiği enlemi girin. Hesaplayıcı, Coriolis kuvvetini newton cinsinden verir; ayrıca kütleden bağımsız olan Coriolis ivmesini de (\(a_c = 2 v \Omega \sin\varphi\)) gösterir.
Örnek Hesaplama
45° enleminde 100 m/s hızla hareket eden 1000 kg'lık bir cisim için: \(\sin(45^\circ) \approx 0{,}70711\) olduğundan $$F_c = 2 \times 1000 \times 100 \times 7{,}292 \times 10^{-5} \times 0{,}70711 \approx 10{,}31\ \text{N}$$ olur. Buna karşılık gelen ivme ise yaklaşık \(0{,}01031\ \text{m/s}^2\)'dir — saniye başına çok küçük görünse de uzun mesafelerde ve uzun sürelerde dikkate değer ölçüde birikir.
Sıkça Sorulan Sorular
Coriolis kuvveti neden lavabomdaki suyun akış yönünü etkilemiyor? Ev ölçeğindeki boyutlarda Coriolis ivmesi, diğer etkenlere (leğenin şekli, suda kalan hareket) kıyasla son derece küçüktür; bu nedenle suyun hangi yöne döneceğini belirlemez.
Hareket yönüne bağlı mıdır? Bu araç yatay büyüklüğün maksimum değerini verir. Gerçekteki sapma yönü her zaman hıza diktir ve tam bileşen, hareket yönüne (rota) göre değişir; burada standart yatay büyüklük olan \(2 m v \Omega \sin\varphi\) kullanılmıştır.
Hangi Ω değeri kullanılıyor? Dünya'nın yıldız gününe göre açısal hızı olan \(7{,}292 \times 10^{-5}\ \text{rad/s}\) değeri.
