ظاهرة كوريوليس

ظاهرة كوريوليس

تعرف أيضاً باسم قوة كوريوليس، وهي عبارةٌ عن واحدةٍ من الظواهر الفيزيائيّة والتي تشيرُ إلى القوة المؤثّرة على حركة الأجسام المتحرّكة، ويطلقُ على هذه الحركة مُسمى الحركة النسبية، كدورانِ عقارب الساعة التي تحصلُ على طاقتها مِن خلال البطاريات التي تولدُ قوةً نسبيةً لتحريكها، وأيضاً تعرفُ ظاهرة كوريوليس بأنّها الحالة الفيزيائيّة التي تهتمُ بدراسةِ القوة المؤثّرة على دوران الكرة الأرضيّة بصفتها جسماً مُتحرّكاً، وتعتمدُ على مُتابعةِ ميل الأرض عن محورها نحو اليمين في قسمها الشمالي، ونحو اليسار في قسمها الجنوبيّ، وتتأثر هذه القوة بمجموعةٍ من العوامل المرتبطة بالأرض مثل: الغلاف الجوي، والمسطحات المائيّة، وحركة الرياح، وغيرها من العوامل الأخرى.

تاريخ ظاهرة كوريوليس

إن تاريخ ظاهرة كوريوليس يعود لعام 1835م عندما قام العالم، والفيزيائي الفرنسي غاسبار كوريوليس بإعداد ورقةٍ بحثيةٍ حول دراستهِ لوسائل إنتاج الطاقة، والقوة المؤثرة عليها فاعتمد على دراسةِ حركة الأرض من خلال الاعتماد على فكرةِ تقسيم القوة المؤثّرة على حركتها إلى فئتينِ.

الفئة الأولى هي القوة النسبية (الوهمية) التي تؤثر على حركة الأرض، أما الفئة الثانية فهي القوة المركزية (الدافعة) التي تؤثّر على الفئة الأولى (القوة النسبية) من أجل توليد قوةٍ تساهم في تحريك الأرض، ومساعدتها على الدوران حول مركزها، لذلك يعتمدُ تطبيق ظاهرة كوريوليس على الأجسام المتحركة في مختبرِ العلوم، على وجودِ كلا القوتين معاً ممّا يساهمُ في الوصولِ إلى النتائج الصحيحة لتأثير هذه الظاهرة.

الصيغ الفيزيائية لظاهرة كوريوليس

يعتمد حل المعادلات، والمسائل الفيزيائية والرياضية المرتبطة بظاهرةِ كوريوليس على الصيغ التالية:

• صيغة تسارع كوريوليس بالاعتماد على اتجاه حركة الجسم المتحرك: ac = -2 Ω × ν

تفسير الصيغة: ضرب الثابت (2-) بسرعةِ ميل زاوية الجسم المتحرك (Ω) ضرب سرعة الدوران (ν)، وينتج عن ذلك (ac) وهو مقدار تسارع الجسم بالاعتمادِ على تناوبِ حركته.

• صيغة إنتاج قوة كوريوليس بالاعتماد على كتلة الجسم المتحرك: Fc = -2 m Ω × ν

تفسير الصيغة: ضرب الثابت (2-) بكتلة الجسم المتحرك (m) بسرعة ميل زاوية الجسم المتحرك (Ω) ضرب سرعة الدوران (ν)، وينتج عن ذلك (Fc) وهو مقدار قوة كوريوليس التي تم إنتاجها.

أثر ظاهرة كوريوليس

تُؤثرُ ظاهرةُ كوريوليس في العديدِ مِن المجالات الفيزيائيّة، ومن أهمّا:

• التأثير على الفيزياء الجزيئية، فيظهرُ تأثير قوة كوريوليس على حركةِ أجزاء الذرات، حيث تكون في البداية ثابتة الحركة وعند وقوع أي عاملٍ مؤثرٍ عليها يؤدي ذلك إلى اهتزازها وتحركها عن مركزها على شكلِ حركةٍ في اتّجاه عمودي ممّا يؤدّي إلى خلط الذرات الجُزئيّة بشكلٍ متساوٍ.
• التأثير على السوائل، وهو تأثيرُ قوة كوريوليس المرتبط باهتزاز الأنبوب الزجاجي الذي يحتوي على مادّةٍ سائلة، ويعتمدُ ذلك على كميّة السائل داخل الأنبوب، وكثافته الحركية فكلما كان قادراً على الحركةِ بسهولة، كلما تأثر بشكل أسرع بقوة كوريوليس والعكس صحيح.