Lực Côriolit là một trong những loại lực có ảnh hưởng rất nhiều đến các hiện tượng tự nhiên cũng như cuộc sống của các sinh vật trên Trái Đất. Vậy lực Côriolit là gì, nguyên nhân sinh ra lực Côriolit là do đâu? Hãy cùng nhau đi tìm hiểu một cách chi tiết về loại lực này ngay sau đây nhé.
Nội dung chính
Lý giải nguyên nhân sinh ra lực Côriolit
Trước khi tìm hiểu nguyên nhân sinh ra lực này, chúng ta phải đi định nghĩa thế nào là lực Côriolit.
Lực Côriolit là gì?
Lực Côriolit là một loại lực xuất hiện từ quán tính của một vật đang chuyển động quay. Hiệu ứng Côriolit là một hiệu ứng rõ ràng được tạo ra bởi một hệ quy chiếu quay. Hiệu ứng xảy ra khi một đối tượng di chuyển dọc theo một đường thẳng được nhìn từ một hệ quy chiếu không cố định.
Khi xét lực Côriolit trên Trái Đất, chúng ta xét hệ quy chiếu chuyển động là Trái đất quay với vận tốc cố định. Do đó, khi một vật thể chuyển động theo đường thẳng được nhìn từ Trái đất, nó dường như mất phương hướng do Trái đất quay.
Lực Côriolit là một loại lực xuất hiện từ quán tính của vật đang quay
Năm 1835, nhà khí tượng học người Pháp Coriolis đề xuất rằng để mô tả chuyển động của một hệ quay, cần phải đưa một lực tưởng tượng vào phương trình chuyển động, đó là lực Côriolit. Sau khi lực Côriolit ra đời, mọi người có thể xử lý các phương trình chuyển động trong hệ quay một cách đơn giản như các phương trình chuyển động trong hệ quán tính, giúp đơn giản hóa rất nhiều việc xử lý hệ quay. Vì bản thân Trái đất là một hệ quay khổng lồ nên lực Côriolit đã sớm được áp dụng thành công trong nhiều lĩnh vực khác nhau phục vụ cho con người.
Lực Côriolit là lực vô hình xuất hiện để làm chệch hướng các vật thể. Lực Côriolit được xác định bởi tốc độ quay của vật thể và khối lượng của vật thể.
Lực Côriolit vuông góc với trục của vật thể. Khi Trái đất quay trên trục của nó từ tây sang đông, lực Côriolit tác động theo hướng bắc-nam. Tại Xích đạo, lực Côriolit bằng không.
Tại sao lại có lực Côriôlit?
Nguyên nhân chính của lực Côriolit là do Trái đất có chuyển động tự quay quanh chính mình theo hướng Tây sang Đông. Hơn nữa, Trái đất quay nhanh hơn ở xích đạo so với ở hai cực. Khu vực ở xích đạo quay với vận tốc 1.600 km/h, trong khi ở 2 cực, tốc độ quay của Trái đất là 0,00008 km/h.
Do đó, các vật thể chuyển động trên bề mặt Trái đất sẽ bị lệch khỏi hướng ban đầu (vì chúng phải duy trì hướng quán tính là đường thẳng). Lực làm lệch hướng này được gọi là lực Côriolit.
Lực Côriolit sinh ra do có Trái đất tự chuyển động quay quanh mình
Đặc điểm của lực Côriolit
Các đặc điểm hiệu ứng Côriolit có thể được tóm tắt như sau:
- Lực Côriolit là một lực hư cấu do chuyển động quay của Trái đất.
- Hiệu ứng Côriolit có ảnh hưởng đối với các vật thể đang chuyển động như gió, máy bay, đạn đạo và chim đang bay.
- Hiệu ứng Côriolit chỉ ảnh hưởng đến hướng gió chứ không ảnh hưởng đến tốc độ gió vì nó làm lệch hướng gió khỏi đường đi dự kiến.
- Độ lớn của lực Côriolit được xác định bởi tốc độ gió. Tốc độ gió càng cao thì độ lệch càng lớn.
- Hiệu ứng Côriolit cực đại ở hai cực và bằng 0 ở xích đạo.
- Lực Côriolit luôn tác dụng theo phương vuông góc với trục chuyển động của vật.
Những hiện tượng do lực Côriôlit gây ra
Sau khi tìm hiểu về nguyên nhân gây ra lực Côriolit là gì, chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu về các hiện tượng bị ảnh hưởng bởi lực này trên Trái đất.
Ảnh hưởng đến dòng khí quyển Trái Đất
Các khu vực ở các vĩ độ khác nhau trên bề mặt Trái đất nhận được lượng ánh sáng mặt trời khác nhau, điều này ảnh hưởng đến dòng khí quyển. Dọc theo hướng vĩ độ của bề mặt trái đất hình thành một loạt các vành đai khí áp, chẳng hạn như “vành đai áp suất cao” , “vành đai áp thấp cận cực”, “đới áp cao cận nhiệt đới”.
Khi được thúc đẩy bởi sự chênh lệch áp suất của các dải áp suất không khí này, không khí sẽ di chuyển dọc theo hướng kinh độ và chuyển động này có thể được coi là chuyển động tuyến tính của hạt trong hệ quay. Do đó nó sẽ bị lệch hướng bởi lực Côriolit.
Do tác động của lực Côriolit nên dòng khí quyển ở bán cầu Bắc sẽ lệch về bên phải, còn dòng khí quyển ở bán cầu Nam sẽ lệch về bên trái. Dưới tác động chung của lực Côriolit, chênh lệch áp suất khí quyển và ma sát bề mặt, luồng khí quyển bắc – nam ban đầu trở thành luồng khí quyển đông bắc – tây nam hoặc đông nam – tây bắc.
Ảnh hưởng đến sự hình thành áp thấp nhiệt đới
Sự hình thành của áp thấp nhiệt đới (bão) cũng chịu ảnh hưởng của lực Côriolit. Động lực thúc đẩy sự di chuyển của áp thấp nhiệt đới là sự chênh lệch áp suất giữa trung tâm áp suất thấp và khí quyển xung quanh. Khi đó, không khí trong khí quyển xung quanh được điều khiển bởi sự chênh lệch áp suất để di chuyển về phía trung tâm áp suất thấp. Chuyển động này bị lực Côriolit làm lệch hướng.
- Ở bán cầu bắc chịu tác dụng của lực Côriolit nên luồng không khí tạo ra bão sẽ quay ngược chiều kim đồng hồ.
- Ở bán cầu nam chịu tác động của lực Côriolit nên luồng không khí tạo ra bão sẽ quay theo chiều kim đồng hồ.
Hướng của không khí tạo nên bão cũng bị ảnh hưởng do lực Côriolit
Ảnh hưởng đến các dòng hải lưu trên Trái Đất
Dòng hải lưu là sự chuyển động liên tục, có hướng và có thể đoán trước của nước biển. Dòng hải lưu được điều khiển bởi sự chuyển động của gió trên vùng biển của đại dương và hiệu ứng Côriolit ảnh hưởng đáng kể đến hướng của dòng hải lưu.
Nhiều dòng hải lưu khổng lồ của đại dương lưu thông trong các khu vực áp suất cao, ấm áp được gọi là các vòng hải lưu. Do lực Côriolit nên các vòng hải lưu này có hình dạng xoắn ốc.
Ảnh hưởng của Côriôlit đến hoạt động của con người
Các vật thể chuyển động nhanh chẳng hạn như máy bay và tên lửa sẽ bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Côriolit. Hướng của gió phần lớn được xác định bởi hiệu ứng Côriolit và phi công phải tính đến điều đó khi lập biểu đồ đường bay trước khi khởi hành.
Lính bắn tỉa quân sự đôi khi phải xem xét hiệu ứng Côriolit. Mặc dù quỹ đạo của đạn quá ngắn, khó có thể bị lệch bởi lực Côriolit, nhưng việc tính toán chính xác đường đi của viên đạn cũng góp phần giúp cho việc ngắm bắn chuẩn chỉnh hơn, tránh gây thiệt hại về người và của.
Trên đây là những lý giải chi tiết về nguyên nhân của lực Côriôlit và tổng hợp các thông tin về loại lực này. Đây là loại lực sinh ra do sự chuyển động tự quay quanh trục của Trái Đất và có nhiều ảnh hưởng đến các hiện tượng thời tiết, dòng biển của Trái Đất.
