قوة كوريوليس
قوة كوريوليس، المعروفة أيضًا بتأثير كوريوليس، تُشير إلى التشوه الملحوظ في حركة الأجسام عندما يتم رصدها من إطار مرجعي دوار. سُميت هذه القوة تيمناً بالعالم الفرنسي غوستاف كوريوليس، الذي قام بوصفها في عام 1835. تظهر قوة كوريوليس في معادلات الحركة للأجسام ضمن إطار مرجعي دوار، مما يؤدي إلى التأثيرات الناتجة عن الحركة الدورية.
تمثل قوة كوريوليس مثالاً على القوى التخيلية، حيث لا تظهر عند وصف حركة الجسم في إطار مرجعي ثابت. في هذا الإطار، تُستخدم القوى الحقيقية المطبقة فقط لتفسير الحركة، بينما في الإطار الدوار، تعتمد الحركة على كل من سرعة الأجسام المتحركة والقوة الناتجة عن حركتها معًا، وليس فقط على سرعة الأجسام.
أمثلة على تأثير كوريوليس
تُعتبر الأرض الإطار المرجعي الدوراني الأهم في سياق قوة كوريوليس. فعندما تتحرك الأجسام بحرية على سطح الأرض، فإنها تتأثر بقوة كوريوليس، ويظهر هذا التأثير بوضوح في نصف الكرة الشمالي حيث ينحرف اتجاه الحركة إلى اليمين، بينما في نصف الكرة الجنوبي يحدث العكس، حيث ينحرف إلى اليسار.
من أبرز الأمثلة على هذا التأثير هو حركة الرياح في الغلاف الجوي، وكذلك تدفق المياه في المحيطات. فبدلاً من أن تتحرك الرياح مباشرة من مناطق الضغط المرتفع إلى مناطق الضغط المنخفض كما يحدث في الكواكب غير الدورانية، نجد أن حركتها تنحرف قليلاً إلى اليمين في نصف الكرة الشمالي، وإلى اليسار في نصف الكرة الجنوبي.
تطبيقات عملية على قوة كوريوليس
بندول فوكو
يعتبر بندول فوكو من أوائل التطبيقات العملية التي تم استخدامها لإثبات دوران الأرض حول محورها. يتميز بندول فوكو بطول يصل إلى حوالي 67 مترًا، ويتضمن ثقلًا بكتلة حوالي 28 كيلوغرامًا. كما يمكنه تمييز دوائر العرض المختلفة على سطح الأرض.
الأعاصير
يمكن من خلال دراسة دوران الأعاصير في نصف الكرة الشمالي والجنوبي ملاحظة تأثير كوريوليس، ويرتبط هذا بالتباين في درجات الحرارة عند القطبين. فعند وجود اختلاف في الضغط الجوي على خط الاستواء، تنشأ قوة دفع للهواء من القطبين نحو خط الاستواء، وخلال حركة الرياح، تتأثر بتأثير كوريوليس. وعندما تدور الأرض باتجاه الشرق، تتحرك الرياح نحو خط الاستواء وباتجاه الغرب.
هناك اعتقاد شائع خاطئ حول تأثير كوريوليس ودوران الأعاصير عند الأقطاب، حيث يعتقد البعض أن هذا التأثير ينطبق على المسطحات المائية الصغيرة، كالتي تحدث في الأحواض والحمامات. على الرغم من ذلك، لا يمكن تطبيق تأثير كوريوليس على الحركات التي تتضمن مسافات قصيرة مقارنة بقطر الأرض. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي ميلان بسيط لصنبور المياه إلى تغيير إتجاه الماء سواء مع أو ضد عقارب الساعة عند سقوطه على السطح.