Hiệu ứng Coriolis

Hoạt hình giải thích hiệu ứng Coriolis. Một vật thể chuyển động thẳng đều, trong một hệ
quy chiếu quán tính, từ tâm đĩa ra mép, sẽ được quan sát thấy như chuyển động cong
trong hệ quy chiếu gắn với đĩa đang quay.

Gaspard-Gustave de Coriolis
Hiệu ứng Coriolis là hiệu ứng xảy ra trong các hệ qui chiếu quay so với các hệ quy chiếu
quán tính, được đặt theo tên của Gaspard-Gustave de Coriolis-nhà toán học, vật lý học
người Pháp đã mô tả nó năm
1835 thông qua lý thuyết thủy triều của Pierre-Simon
Laplace. 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.
Lực Coriolis được xác định bằng công thức sau:
F = - 2m v × ω
Với: m là
khối lượng của vật, v là véctơ vận tốc của vật, ω là véctơ vận tốc góc của hệ,
còn dấu × là
tích véctơ. Phương trình trên đây là phương trình véctơ.
Ví dụ
Nếu một vật chuyển động dọc theo đường bán kính theo chiều rời xa trục quay của hệ qui
chiếu thì sẽ chịu tác động của một lực theo phương vuông góc với bán kính và theo chiều
ngược với chiều quay của hệ. Còn nếu vật chuyển động về phía trục quay thì lực sẽ tác
động vào vật theo chiều quay của hệ qui chiếu.
Điều này nghĩa là nếu vật được thả lăn tự do theo phương của bán kính, theo chiều ra
phía ngoài, thì nó sẽ quành về ngược chiều quay của hệ qui chiếu. Còn nếu như vật được
thả lăn tự do về phía trục thì sẽ ngược lại.
Phương của lực quán tính li tâm thì cùng phương với r nên lực quán tính li tâm không
làm cho vật bị lệch quỹ đạo, lực Coriolis có phương vuông góc với mặt phẳng tạo bởi w
và v' nên làm cho vật bị lệch hướng quỹ đạo, quả bóng không đứng yên so với người
quan sát đứng trên bàn quay mà chuyển động theo một quỹ đạo là một đường cong, viên

lốc xoáy hầu như
đều xoay theo chiều kim đồng hồ (ở Nam Bán Cầu thì ngược lại).
Ví dụ, nếu từ một miền nào đó trên Bắc Bán Cầu có luồng gió bắt đầu thổi về phía Cực
Bắc, nghĩa là luồng gió này tiến về những vùng vĩ tuyến có vận tốc dài nhỏ hơn so với
nó, do vậy gió thổi tới các miền ở 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 nào đấy tác động từ phía Tây về phía Đông. Lực này chính là lực Coriolis.
Hiệu ứng Coriolis phải được để ý tới trong các lĩnh vực như pháo binh, tên lửa đạn đạo
(không phải "tên lửa hành trình", vì loại này tự lái tìm mục tiêu), hoa tiêu hàng không,
hàng không vũ trụ.
Người khám phá ra hiệu ứng Coriolis bằng công cụ toán học là một kĩ sư người Pháp -
ông cũng là một nhà toán học – tên là Gaspard-Gustave Coriolis, còn người đầu tiên đã
kiểm chứng bằng thực nghiệm hiệu ứng Coriolis là Jean Bernard Léon Foucault, bằng
"con lắc Foucault" nổi tiếng của mình.