Mi a különbség a Coriolis- és a centrifugális erő között?

Gondolatkísérlet (Arthur C. Clarke után szabadon).

Az űrben lebeg egy két végén kúpban végződő henger alakú űrállomásod. Ez forog a tengelye körül, ezzel a centrifugális erő a gravitációt helyettesítő erőként lép fel, tehát a hengerpaláston belül vidáman sétálgathatsz, mintha itt a Földön tennéd. Ha a hengerpalástról felsétálsz a kúpfelületen a kúp csúcsába, folyamatosan csökkenő "gravitációt" fogsz érezni, a kúp csúcsában eléred a súlytalanságot.

Tegyük fel, hogy a kúp egyik csúcsában vagy, együtt forogva a hengerrel. A kúp lejtőjén a hengerpalást felé egyenesen indítva legurítasz egy golyót. A golyó a hengerpalást eléréséig folyamatosan gyorsulva fog gurulni. A kúp csúcsában csücsülve azt várnád, hogy onnan nézve a golyó veled szemben szépen egyenesen legurul a hengerpalástra. EHELYETT a golyó a te helyedről nézve gyönyörű növekvő íven ki fog térni az egyenestől. Mert szegénykének egyenes vonalban haladóból át kell térnie összetett mozgást végző testté, a hengerpaláston mozgásának már kell hogy legyen egy henger tengelyirányú meg egy henger tengelye körüli forgó összetevője, a lendületből lesz lendület + perdület. Ez az egyenestől eltérítő és íves mozgást eredményező (képzetes) erő a Coriolis-erő.

Eléggé leegyszerűsített és sántító az okmagyarázat, csak igyekeztem valahogy "tapinthatóvá" tenni a jelenséget.

F=tömeg X szögsebesség négyzete X rádiusz.

Tegyük fel, hogy száz méter átmérőjű henger az űrállomásod.

Te az 1G-nek megfelelő erőt várod, tehát F=m*g

Így a képlet:

m*9,81m/s2=m*ω2*50m

m-mel Egyszerűsítve m-mel (innen látszik hogy a tömegtől független)meg a mértékegységekkel is:

0,1962 1/s2 = ω2

ω=0,44 1/s, 26 és fél fordulat percenként.

Kérdés második része: nem a Coriolis-erőnek van két összetevője, ő az egyik összetevő a kettőből. A másik a radiális (centrifugális) erő.

Khm, bocsánat, elkapkodtam. Szögsebesség = 2 pí * n, tehát a kapott 0,44-et el kell osztani még 2 pível: 0,07 1/s a fordulatszám, 14,3 másodperc alatt tesz meg egy kört az űrállomás.

Minél nagyobb a henger átmérője, annál kisebb fordulatszám elég.

Még egy apróság.

Maradjunk a 100 m átmérőjű űrállomásnál. Pörög a hengerünk az 1 G-t biztosító fordulatszámmal. Most feledkezzünk el arról az agyat megviselő látványról, hogy a fejed felett száz méterre a "plafonon" fejjel lefelé mászkáló embereket látsz, ha lesznek ablakok (a paláston, tehát a "padlón" a lábad alatt meg feletted a "plafonon", ott látni fogod a lustán köröző csillagokat, ettől valószínűleg már alapból szédülni fogsz. Te ott állsz a hengerpalást belsején, észreveszed, hogy kilazult a cipőfűződ. Leguggolsz, megkötöd, és amikor felállsz, úgy fogod érezni, mintha megbillent volna alattad a talaj, vagy rendesen megszédültél volna. Mert a fejed gyorsan kb. másfél méterrel közelebb fog kerülni a forgástengelyhez, és ezzel már érezhetően érvénybe lép a Coriolis-erő hatása.

Ha az űrállomáson lenne egy lift a "talajtól" az 50 méterrel "feljebb" lévő forgástengelyig és ezzel elindulnál felfelé, úgy éreznéd, hogy a liftfülke vészesen megdől oldalra és meg kellene támaszkodnod, hogy ne boruljál fel.

Az emberi szervezet sok dologhoz gyorsan hozzá tud szokni, de ha majd megépítik ezt az űrállomást, a rutintalanabbak eleinte randán össze fogják hányni és nagyon fogják szidni a Coriolis-erőt. :D