Corioliseffect: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Madyno (overleg | bijdragen)
Madyno (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 19:
legt een verband tussen krachten en versnelling. Deze wet geldt echter in een [[Inertiaalstelsel|inertiaalsysteem]] of vast systeem, d.w.z. een systeem zonder versnelling, een systeem in rust of bewegend met een constante snelheid (constant in richting én grootte). Bekeken vanuit een systeem in rust, is elk punt in een roterend systeem minstens onderworpen aan een middelpuntzoekende versnelling. Een roterend systeem is dus geen inertiaalsysteem.
 
Waardoor deze coriolisversnelling optreedt, kan gedemonstreerd worden aan de hand van het tweedimensionale voorbeeld uit de onderstaande figuren. Een schijf roteert met [[hoeksnelheid]] <math>\omega</math>. Iemand staat in het punt <math>P_1</math> van de schijf op een afstand <math>r_1</math> van het middepunt.middelpunt, Zijnen omtreksnelheidloopt isin dande tijd <math>v_{s,1}\Delta t</math>. Staatmet hijeen inconstante snelheid <math>P_2v_r</math> opten opzichte van de afstandschijf naar een punt <math>r_2P_2</math> van het middelpunt, dan heeft hijop een evenredig grotere omtreksnelheidafstand <math>v_{s,2}r_2</math> van het middelpunt.
 
[[Bestand:Corioliseffect.png|center|Ontstaan van corioliseffect]]
 
OpIn <math>t_1P_1</math> vertrektis dezijn persoonomtreksnelheid uit<math>v_{s,1}</math>. Als hij in <math>P_1P_2</math> metaankomt, heeft hij een constanteevenredig snelheidgrotere omtreksnelheid <math>v_rv_{s,2}</math> en looptis naarde schijf gedraaid, zodat het naarpunt <math>P_2</math>, waarzich hij na een tijdin <math>\Delta tP'_2</math> aankomtin het vaste stelsel bevindt. Doordat zijn afstand tot het rotatiecentrum van <math>r_1</math> toegenomen is tot <math>r_2</math>, is zijn omtreksnelheid toegenomen van <math>v_{s,1}</math> tot <math>v_{s,2}</math>. Deze toename met <math>\Delta v_s</math> betekent een versnelling in de richting van <math>v_s</math>. Voor constante <math>v_r</math> en [[hoeksnelheid]] <math>\omega</math> kan deze versnelling berekend worden als:
 
:<math>\frac{\Delta v_s}{\Delta t} = \frac{(r_2-r_1)\, \omega}{(r_2-r_1)/v_r} = v_r \omega</math>
Regel 29:
Deze versnelling is dus het gevolg van de verandering van <math>r</math>.
 
DeBijn term <math>v_r\omega</math> komt echter nog een tweede maal voor. Op het ogenblik dat de manaankomst in <math>P_2</math> aankomt, zal het systeem gedraaid zijn ten opzichte van de vertrekpositie. Op dat ogenblik loopt de man, binnen het vaste systeem, niet meer in de oorspronkelijke richting van <math>P_2</math>, maar in de richting van <math>P_2'</math>.
De richting van <math>v_r</math> is veranderd. Ook dit vraagt een versnelling, loodrecht op <math>v_r</math>, dus ook in de richting van <math>v_s</math>:
:<math>\Delta v_r = 2 v_r\sin(\omega \Delta t /2)</math>
Regel 36:
:<math>\Delta v_r = v_r \omega \Delta t</math>
 
De versnelling ten gevolge van deze verdraaiing is dus:
:<math>\frac{\Delta v_r}{\Delta t} = v_r \omega</math>