Was ist der Coriolis-Effekt?
Der Coriolis-Effekt oder die Coriolis-Kraft in der Physik bezieht sich auf die Trägheitskraft, die auf bewegte Objekte in Bezug auf einen rotierenden Referenzrahmen einwirkt. Wenn zum Beispiel der Referenzrahmen im Uhrzeigersinn gedreht wird, wirkt die Coriolis-Kraft in die entgegengesetzte Richtung zur Bewegung des Objekts. In ähnlicher Weise würde die Kraft auch in die entgegengesetzte Richtung wirken, wenn der Referenzrahmen gegen den Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Der Coriolis-Effekt ist die scheinbare Ablenkung eines Objekts aufgrund der Erdrotation um seine Achse. Im 19. Jahrhundert entdeckte Gaspard-Gustave de Coriolis, ein französischer Wissenschaftler und Ingenieur, den Effekt und verwendete mathematische Ausdrücke im Zusammenhang mit der Wasserradtheorie im Jahr 1835. Der französische Wissenschaftler erklärte, dass der Weg eines Objekts über einer rotierenden Oberfläche relativ zu Kurven verläuft Objekte auf dieser Oberfläche. Der Effekt trägt den Namen Gaspard Coriolis. Die Verwendung der Begriffe Coriolis-Effekt und Coriolis-Kraft im 20. Jahrhundert ist mit der Meteorologie verbunden.
Ursachen des Coriolis-Effekts
Die Hauptursache für den Coriolis-Effekt ist die Erdrotation. Die Erde dreht sich gegen den Uhrzeigersinn um ihre eigene Achse, was dazu führt, dass alles, was sich darüber bewegt, abgelenkt wird. Die Geschwindigkeit der Erdrotation nimmt mit zunehmendem Breitengrad ab und erhöht dadurch den Coriolis-Effekt. Diese Aussage bedeutet, dass die Rotation am Äquator schneller ist als Punkte, die näher an den Polen liegen. Ein Objekt am Äquator erfährt keine Ablenkung. Wenn Sie sich jedoch in eine beliebige Richtung zu den Polen bewegen, wird die Ablenkung erhöht. Der Eotvos-Effekt ist auch ein Bestandteil des Coriolis-Effekts, der impliziert, dass eine beobachtbare Gravitationskraft vorhanden ist, die sich aus der Änderung der Zentrifugalbeschleunigung aufgrund der Geschwindigkeit in westlicher oder östlicher Richtung ergibt. Objekte, die nach Westen wandern, fühlen sich schwerer an und werden nach unten abgelenkt, während Objekte, die sich nach Osten bewegen, sich leichter anfühlen und nach oben abgelenkt werden.
Auswirkungen des Coriolis-Effekts
Der Coriolis-Effekt wirkt sich auf Wetter, Wind und Bewegung der Meeresströmungen aus. Die Erzeugung von Wettermustern, die von meteorologischen Abteilungen verwendet werden, ist das Ergebnis der Erdrotation um ihre Achse. Stürme in der südlichen Hemisphäre wirbeln im Uhrzeigersinn, während in der nördlichen Hemisphäre die Spirale aufgrund des Coriolis-Effekts gegen den Uhrzeigersinn verläuft. Globale Winde sind ebenfalls vom Coriolis-Effekt betroffen. Winde wehen diagonal von West nach Ost sowohl in der nördlichen als auch in der südlichen Hemisphäre über bzw. unter den subtropischen Höhen. Die Winde der nördlichen Hemisphäre krümmen sich nach rechts, während in der südlichen Hemisphäre die Ablenkung nach links verläuft. Beide Effekte führen zu einer Bewegung der Westwinde zu den Polen. Flugzeuge spüren auch den Coriolis-Effekt und Piloten müssen ihre Flugbahn regelmäßig korrigieren, um eine Landung an einem anderen Ziel zu vermeiden. Der Coriolis-Effekt ist entscheidend für die Darstellung der Flugbahnen von Langstreckenraketen, um die gewünschten Ziele zu erreichen.
Anwendungen in anderen Bereichen
Der Massendurchflussmesser verwendet den Coriolis-Effekt, um die Dichte und den Massendurchfluss einer Flüssigkeit durch ein Rohr zu messen. Das Rohr vibriert und liefert einen rotierenden Referenzrahmen, obwohl nicht vollständig kreisförmig, was zu einem Coriolis-Effekt führt. Andere Bereiche, die den Coriolis-Effekt nutzen, sind die Molekularphysik, der Insektenflug bei Fliegen und einigen Motten, die Lagrange-Punktstabilität in der Astronomie und die gyroskopische Präzession.
Coriolis-Effekt-Mythen
Verschiedene Filme und Fernsehsendungen wie Wedding Crashers, Pole to Pole und Episoden in The Simpson und The X-Files behaupten, dass die Entwässerung von Toiletten und Badewannen in der nördlichen und südlichen Hemisphäre unterschiedlich ist. Dieses Argument ist ein Mythos und enthält keine Wahrheit. Der Coriolis-Effekt bestimmt nicht die Richtung, mit der Wasser die Toilette oder andere Abflusssysteme hinunterfließt. Die Form des Abflusses in Badezimmern bestimmt die Richtung.
