شرح عن قوة كوريوليس

تعريف قوّة كوريوليس

سميت قوّة كوريوليس (بالإنجليزيّة: Coriolis force) بهذا الاسم نسبة إلى المهندس وعالم الرياضيّات الفرنسي غوستاف غاسبار كوريوليس (بالإنجليزيّة: Gustave-Gaspard Coriolis)، وتسمى أيضًا بتأثير كوريوليس في الميكانيكا الكلاسيكية، وهي قوة قصور ذاتية (بالإنجليزيّة: Inertial force)، تطلق على التشوّه الظاهر والمكشوف في حركة الأجسام عند رصدها من إطارٍ مرجعي دوراني، ومن الأمثلة على الإطار المرجعي الدوراني؛ حركة الأرض حول محورها.^[١][٢]

تعتبر قوّة كوريوليس قوّةً وهميّة تعمل في جميع الإطارات الدوّارة، لأنها تعتمد على سرعة الأجسام المتحركة والقوة الناتجة عن حركتها معاً، وليس على سرعة الأجسام المتحركة فقط، وتتمثل أحد طرق تخيلها في تخيل منصة دوّارة بسطح أملس تمامًا وكتلة ناعمة تنزلق بالقصور الذاتي عبره، وبمعنى آخر، فإن تأثير قوة كوريوليس هو انحراف واضح لمسار جسم يتحرك داخل نظام إحداثياتٍ دوار، إذ إن الكائن لا ينحرف فعليًا عن مساره، ولكنه يظهر وكأنه يفعل ذلك؛ بسبب حركة نظام الإحداثيات.^[١][٢]

أمثلة على قوّة كوريوليس

هناك العديد من الأمثلة على مبدأ قوّة كوريولس، ومنها ما يأتي:

أنماط الطقس

يعد تطور أنماط الطقس، مثل الأعاصير (بالإنجليزيّة: Cyclones) مثالًا على تأثير كوريوليس، فالأعاصير هي أنظمة ذات ضغط منخفض تمتص الهواء إلى مركزها من جميع الاتجاهات؛ الأمر الذي يؤدي إلى انحرافها لتبدو العاصفة وكأنها تدور عكس عقارب الساعة، ومن الأمثلة أيضًا الرياح التجارية (بالإنجليزيّة: Trade wind)؛ أي الرياح الدوّامة والأكثر ثباتًا في الهبوب، إذ تنتقل السوائل في نصف الكرة الأرضيّة الشمالي من أنظمة الضغط العالي إلى أنظمة الضغط المنخفض باتجاه اليمين، بينما تنحرف في نصف الكرة الجنوبي بشكلٍ معاكس أي باتجاه اليسار، ونتيجة لذلك، فإن أنظمة العواصف تبدو وكأنها تدور في اتجاه عقارب الساعة.^[٣]

التأثير على النشاط البشري

يؤثر الطقس على الأجسام سريعة الحركة، مثل الطائرات والصواريخ بتأثير كوريوليس، ويتم تحديد اتجاهات الرياح السائدة إلى حدٍ كبير بالاعتماد على تأثير كوريوليس، ويجب على الطيارين أخذ ذلك في عين الاعتبار عند رسم مسارات الطيران لمسافاتٍ طويلة، كما تؤثر على عمل القناصة العسكريين أحيانًا، فعلى الرغم من أن مسار الرصاص قصير جدًا بحيث لا يمكن أن يتأثر بشكل كبير بدوران الأرض، إلا أن استهداف القناصة دقيقٌ للغاية لدرجة أن انحراف عدة سنتيمترات قد يؤدي إلى إصابة الأبرياء أو إتلاف البنية التحتية المدنية.^[٣]

تأثير كوريوليس على الكواكب الأخرى

تدور الأرض ببطء نسبيًا مقارنة بالكواكب الأخرى المعروفة، بمعنى أن تأثير كوريوليس ليس قويًا بما يكفي لرؤيته بسرعات بطيئة على مسافات قصيرة، وبالمقابل فإن كوكب المشتري لديه أعلى سرعة دوران في المجموعة الشمسيّة، وبفعل تأثير كوريوليس تتحول الرياح الشمالية والجنوبية إلى رياح شرقية - غربية، وبعضها يسافر لأكثر من 610 كيلومترات (380 ميلاً) في الساعة.^[٣]

بندول فوكو

يعتبر بندول فوكو (بالإنجليزيّة: Foucault Pendulum) من التطبيقات العلميّة على تأثير كوريوليس، حيث تم استخدامه لإثبات دوران الأرض حول محورها، ويصل طوله إلى قرابة 67 مترًا، ويحمل كتلته مقدارها 28 كيلوغرامًا تقريبًا، كما أنّه يستطيع تمييز دوائر العرض على الأرض، وقد سمي بذلك نسبة إلى العالم الفيزيائي الفرنسي ليون فوكو (بالإنجليزيّة: Léon Foucault).^[٤]