Báo cáo Vật lý - Đề tài 6: Lực Coriolis - Nguyễn Hoàng An

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN VẬT LÍ ỨNG DỤNG
--------*-------
ĐỀ TÀI THUYẾT TRÌNH
MÔN VẬT LÍ
TP HCM, Tháng 12/2012
Tp.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2011
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN VẬT LÍ
--------*-------
BÁO CÁO BÀI THUYẾT TRÌNH
ĐỀ TÀI SỐ: 06
GVHD: Nguyễn Thị Minh Hương
Khoa:	Điện-Điện tử 
Lớp :	DD12LT01+DD12LT02
Nhóm: 	02
Nhóm sinh viên thực hiện:
Họ và tên
MSSV
1.Nguyễn Hoàng An
41200014
2.Lê Tấn Đạt
41200701
3.Nguyễn Minh Chương
41200382
4.Lê Minh Cường
41200423
5.Lê Thanh Cẩn
41200304
Tp. HCM, tháng 1 năm 2013__
 Thí nghiệm thực tiễn 
	Giả sử một vật thể chuyển động thẳng đều trong một hệ qui chiếu quán tính, từ tâm đi qua ra mép đĩa và ngược lại sẽ được quan sát thấy như chuyển động hình bên. 
Khái niệm 
	Lực Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với hệ qui chiếu quán tính. Nó được thể hiện qua hiện tượng lệch quĩ đạo của những vật chuyển động trong hệ qui chiếu này. Sự lệch quĩ đạo do một loại lực quán tính gây ra, gọi là lực Coriolis.	
Gaspard-Gustave de Coriolis 
(1792-1843)
Trong đó:
 : là vận tốc góc của hệ qui chiếu quay.
: vận tốc dài của vật di chuyển trong hệ qui chiếu quay.
 Nhận xét:
`	Nếu một vật chuyển động trong hệ qui chiếu dọc đường bán kính :
Theo chiều rời xa trục quay thì sẽ chịu tác động của một lực ngược với chiều quay của hệ.
Theo chiều lại gần trục quay thì sẽ chịu tác động của một lực cùng chiều quay của hệ . 
Chuyển động trên mặt đất 
	Giả sử vật M chuyển động tịnh tiến theo kinh tuyến từ Bắc xuống Nam với vận tốc v (m/s). Bởi vì Trái Đất quay quanh trục ngược chiều kim đồng hồ nên vectơ vận tốc góc A sẽ nằm dọc theo trục với hướng từ Nam lên Bắc. Bỏ qua kích thước của vật xem nó như một chất điểm. Tại Bắc bán cầu, gia tốc Coriolis A hướng theo phía Đông, còn lực Coriolis sẽ hướng sang phía Tây. 
Nếu chất điểm chuyển động theo vĩ tuyến sang phía đông, thì gia tốc A sẽ hướng dọc theo bán kính MC của vĩ tuyến còn lực A thì có chiều ngược lại. Thành phần thẳng đứng của lực này (dọc theo MO) sẽ hơi làm thay đổi trọng lượng của vật, còn thành phần nằm ngang sẽ hướng về phía nam và có tác dụng làm chuyển động lệch sang bên phải. Đối với chuyển động theo vĩ tuyến sang phía tây, ta cũng có kết quả tương tự. 
Khi chất điểm chuyển động theo chiều từ Nam lên Bắc thì gia tốc A hướng theo phía tây, còn lực A sẽ hướng theo phía đông. Ta thấy cả bốn trường hợp, lực này đều kéo chất điểm chuyển động lệch sang phải theo chiều chuyển động của chất điểm.
Ø Kết luận:	
	Như vậy dưới ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis, vật chuyển động trên mặt đất theo mọi phương Bắc bán cầu đều bị kéo lệch sang bên phải. Chuyển động ở Nam bán cầu sẽ bị kéo lệch sang bên trái.
Các con sông (chính xác là nước sông) là các chuyển động đối với quả đất nên chịu ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis.
Giả sử một dòng sông ở Bắc bán cầu chảy dọc theo kinh tuyến Trái Đất từ Bắc xuống Nam. Như đã nói ở trên thì nước sẽ bị lực Coriolis kéo lệch về bên phải theo chiều di chuyển do nó đang ở Bắc bán cầu .
Và điều đó làm cho nó va đập vào bờ bên phải, làm cho bờ phải bị xói mòn, còn bờ bên trái thì được bồi tụ. Còn ở Nam bán cầu khi xuôi theo dòng nước thì bờ trái bị xói mòn. 
	Như vậy đến đây ta có thể giải thích tại sao các con sông lại có hiện tượng bên bồi bên lở.Trong trường hợp vừa xét vận tốc tương đối nhỏ nên lực Coriolis cũng nhỏ nhưng tác dụng liên tục và lâu dài của nó dẫn đến kết quả đáng kể.
Bằng ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis ta cũng giải thích được vì sao ở Bắc bán cầu gió thổi lệch về bên phải còn Nam bán cầu gió thổi lệch về bên trái. Nếu một miền nào đó gió thổi về cực Bắc, nghĩa là luồng gió này tiến về những vùng vĩ tuyến có vận tốc dài nhỏ hơn với nó, do vậy gió thổi tới các miền theo phương bắc không theo chiều bắc mà theo chiều Đông – Bắc. Càng xa điểm xuất phát bao nhiêu thì thành phần “phương đông" càng lớn bấy nhiêu.
Đối với người quan sát trên mặt đất thì hiện tượng này trông như thể có một lực tác động từ phía tây về phía đông. Lực này chính là lực Coriolis. Ngoài ra dưới tác dụng của lực Coriolis, ở Bắc bán cầu các dòng nước và xoáy của gió cuồng phong, lốc xoáy hầu như đều quay theo chiều kim đồng hồ, còn Nam bán cầu thì ngược lại.
Chúng ta đã biết, dưới ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis ở Bắc bán cầu, gió có xu hướng lệch về bên phải. Nước ta nằm ở Bắc bán cầu, tại các vùng biển lực Coriolis làm cho gió bề mặt trong vùng xoáy luôn có chiều ngược với chiều kim đồng hồ. Các cơn bão ở Bắc bán cầu luôn có dạng xoáy ngược chiều kim đồng hồ, còn ở Nam bán cầu thì ngược lại.
Bão ở Bắc bán cầu	Bão ở Nam bán cầu
Bão gây ra do các tâm áp thấp ở ngoài biển tức là có một vùng áp suất thấp, không khí xung quanh sẽ chạy dồn về đó, biến thành gió và biến động. Các mũi tên màu xanh phía ngoài chỉ sự di chuyển của gió. Như trên ta nói các vật thể chuyển động trên Trái Đất ở Bán cầu bắc chịu tác động của lực Coriolis hướng sang bên phải, vậy lực Coriolis tác động lên các phần tử không khí có hướng mũi tên màu đỏ phía ngoài. Và kết quả là gió đi theo đường có mũi tên màu đen
Các luồng không khí khi đi đến vùng gần trung tâm thì tốc độ xoáy càng mạnh, đến vùng gần tâm bão thì sẽ thổi lên cao, lên đến tầng cao hơn thì toả ra mọi phía xung quanh. Khi đó lượng hơi nước trong không khí ngưng tụ thành mây và gây mưa lớn.
Chuyển động của một cơn bão bao gồm hai dạng chuyển động thành phần khác nhau. Đó là chuyển động xoáy của gió bề mặt ,có tốc độ được biểu thị bằng “sức gió” và chuyển động tịnh tiến của toàn bộ vùng xoáy hay cũng chính là tốc độ di chuyển của “mắt bão”có tốc độ biểu thị bằng tốc độ di chuyển của áp thấp nhiệt đới hoặc bão.Hướng di chuyển tịnh tiến của toàn bộ vùng xoáy được gọi là hướng di chuyển của bão. 
Tại các vùng biển ở Bắc bán cầu như nước ta,do ảnh hưởng của hiệu ứng Coriolis sinh ra do chuyển động tự quay của Trái Đất,gió bề mặt trong vùng xoáy luôn có chiều ngược với chiều kim đồng hồ. Hầu hết các cơn bão có ảnh hưởng đến nước ta đều đến từ trung tâm Thái Bình Dương, vượt qua Philipin đi vào Biển Đông.
Tại một thời điểm nào đó tưởng tượng có một đường thẳng đi qua tâm bão theo hướng di chuyển của bão thì đường thẳng ấy sẽ chia bão thành hai nữa,"bên phải" (nữa phía bắc ,nếu bão di chuyển từ đông sang tây) và bên trái (nữa phía nam). Ở nữa bên phải tốc độ gió mạnh hơn, phạm vi ảnh hưởng của gió mạnh hơn, mưa và sóng biển cũng dữ dội hơn so với nữa bên trái .Do đó sức tàn phá của cơn bão ở nữa phía Bắc bao giờ cũng mạnh hơn nữa kia.
Sở dĩ có hiện tượng đó là do ở nữa bên phải,chiều của gió xoáy trùng với chiều di chuyển của bão nên tốc độ gió tổng cộng là lớn hơn. Còn ở nữa bên trái thì ngươc lại,tàu thuyền ở nữa bên phải rất dễ bị cuốn vào vùng gần trung tâm là nơi có sức tàn phá của bão.