ВРАЩЕНИЕ ЗЕМЛИ ВЛИЯЕТ НА ИГРУ В КРИКЕТ И ГОЛЬФ
Австралийские физики в своем новом исследовании вычислили, насколько вращение Земли влияет на некоторые виды спортивных состязаний.
Еще в 1835 году французский ученый Гюстав Гаспар Кориолис описал физический эффект, который позже был назван в его честь. Суть этого эффекта заключается в следующем: законы Ньютона хорошо описывают движение в неподвижных (инерциальных) системах отсчета. Но если попробовать описать движение какого-то предмета относительно движущейся Земли, в законы Ньютона нужно вносить поправки, а в вычисления вводить дополнительные силы, которые называются инерционными или центробежными.
Эти силы действуют, к примеру, на артиллерийский снаряд, на траекторию движения которого будет влиять вращение Земли: за время полета снаряда Земля немного повернется вокруг своей оси, а вместе с ней сместится и цель снаряда. Подсчитано, что если бы реактивный снаряд пролетел 1000 км от Северного полюса на юг со скоростью 1500 км/ч, отклонение от цели из-за вращения Земли составило бы 175 км. Поэтому данный эффект имеет большое значение в навигации воздушных судов.
Это смещение обусловлено эффектом (или силой) Кориолиса, который отклоняет горизонтальное движение объектов вправо, когда они перемещаются в Северном полушарии, и влево - если в Южном. По той же причине тропические циклоны вращаются против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном полушарии.
В новой работе ученые решили выяснить, имеет ли какое-то значение сила Кориолиса в спортивных мероприятиях, таких как игры с мячом или гребля, где время и расстояние, пройденное спортсменами или спортивными снарядами, относительно невелико.
С помощью сложных математических вычислений (в которых учитывались также тяжесть снаряда/спортсменов, подъемная и центробежная сила и сила трения) ученые смогли показать, что отклонение от траектории, вызванное эффектом Кориолиса, присутствует даже при небольших скоростях и расстояниях. Так, к примеру, при игре в крикет мяч, летящий со скоростью 80 км/ч, отклонится из-за вращения Земли на 0, 07 см.
Во время игры в гольф игроки запускают мяч со скоростью 300 км/ч, и боковое смещение траектории мяча может составить уже около 8 см. Но еще более ощутимым эффект Кориолиса оказался в олимпийской гребле, где боковое смещение пути может быть более 40 м для двухкилометровой гонки. В качестве дополнительного усложнения величина смещения траектории вбок зависит от широты, а направление - от полушария, смещаясь вправо в Северном полушарии и влево в Южном.
Правда, как заметили сами ученые, малейшее дуновение ветра способно замаскировать эффект силы Кориолиса. Тем не менее полученные данные показывают, что спортсменам стоит иметь этот эффект в виду практически в любых видах спорта, где присутствует перемещение на дальние расстояния или движение в течение долгого времени.
Исследование опубликовано в журнале Physica Scripta.
источник
Еще в 1835 году французский ученый Гюстав Гаспар Кориолис описал физический эффект, который позже был назван в его честь. Суть этого эффекта заключается в следующем: законы Ньютона хорошо описывают движение в неподвижных (инерциальных) системах отсчета. Но если попробовать описать движение какого-то предмета относительно движущейся Земли, в законы Ньютона нужно вносить поправки, а в вычисления вводить дополнительные силы, которые называются инерционными или центробежными.
Эти силы действуют, к примеру, на артиллерийский снаряд, на траекторию движения которого будет влиять вращение Земли: за время полета снаряда Земля немного повернется вокруг своей оси, а вместе с ней сместится и цель снаряда. Подсчитано, что если бы реактивный снаряд пролетел 1000 км от Северного полюса на юг со скоростью 1500 км/ч, отклонение от цели из-за вращения Земли составило бы 175 км. Поэтому данный эффект имеет большое значение в навигации воздушных судов.
Это смещение обусловлено эффектом (или силой) Кориолиса, который отклоняет горизонтальное движение объектов вправо, когда они перемещаются в Северном полушарии, и влево - если в Южном. По той же причине тропические циклоны вращаются против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном полушарии.
В новой работе ученые решили выяснить, имеет ли какое-то значение сила Кориолиса в спортивных мероприятиях, таких как игры с мячом или гребля, где время и расстояние, пройденное спортсменами или спортивными снарядами, относительно невелико.
С помощью сложных математических вычислений (в которых учитывались также тяжесть снаряда/спортсменов, подъемная и центробежная сила и сила трения) ученые смогли показать, что отклонение от траектории, вызванное эффектом Кориолиса, присутствует даже при небольших скоростях и расстояниях. Так, к примеру, при игре в крикет мяч, летящий со скоростью 80 км/ч, отклонится из-за вращения Земли на 0, 07 см.
Во время игры в гольф игроки запускают мяч со скоростью 300 км/ч, и боковое смещение траектории мяча может составить уже около 8 см. Но еще более ощутимым эффект Кориолиса оказался в олимпийской гребле, где боковое смещение пути может быть более 40 м для двухкилометровой гонки. В качестве дополнительного усложнения величина смещения траектории вбок зависит от широты, а направление - от полушария, смещаясь вправо в Северном полушарии и влево в Южном.
Правда, как заметили сами ученые, малейшее дуновение ветра способно замаскировать эффект силы Кориолиса. Тем не менее полученные данные показывают, что спортсменам стоит иметь этот эффект в виду практически в любых видах спорта, где присутствует перемещение на дальние расстояния или движение в течение долгого времени.
Исследование опубликовано в журнале Physica Scripta.
источник