Номер 9.26, страница 31 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 9. Инертность тел. Первый закон Ньютона. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 9.26, страница 31.

9.26* [н] Реки Северного полушария, текущие вдоль меридианов, подмывают правый берег. Сделайте рисунок и попытайтесь объяснить это явление.

Решение

Явление, при котором реки Северного полушария подмывают свой правый берег, объясняется вращением Земли вокруг своей оси. Земля является неинерциальной системой отсчета, и на все тела, движущиеся в этой системе, действует сила инерции, называемая силой Кориолиса.

Объяснение явления

Сила Кориолиса действует на любой объект, движущийся относительно вращающейся системы координат. Ее вектор определяется по формуле: $ \vec{F}_к = 2m(\vec{v} \times \vec{\omega}) $ где $m$ — масса движущегося тела (в данном случае, частицы воды), $\vec{v}$ — вектор его скорости относительно Земли, а $\vec{\omega}$ — вектор угловой скорости вращения Земли.

Вектор угловой скорости $\vec{\omega}$ Земли направлен вдоль ее оси вращения от Южного полюса к Северному. Согласно правилу векторного произведения (правилу правой руки), в Северном полушарии сила Кориолиса всегда направлена вправо от направления движения тела. Эта сила заставляет движущуюся воду отклоняться вправо.

Рассмотрим два случая для рек, текущих вдоль меридианов в Северном полушарии:

1. Река течет с юга на север (от экватора к полюсу). Поток воды движется на север. Сила Кориолиса отклоняет его вправо, то есть на восток. Вода сильнее давит на восточный берег, который и является правым по течению, вызывая его размыв.
2. Река течет с севера на юг (от полюса к экватору). Поток воды движется на юг. Сила Кориолиса снова отклоняет его вправо по ходу движения, то есть на запад. В этом случае правым является западный берег, и именно он подвергается более интенсивному размыву.

Таким образом, вне зависимости от того, течет река на север или на юг, в Северном полушарии сила Кориолиса всегда будет направлена в сторону правого берега, что и приводит к его преимущественному подмыву. Это явление также известно как закон Бэра. В Южном полушарии, соответственно, подмывается левый берег.

Рисунок

На рисунке схематически показано действие силы Кориолиса ($\vec{F}_к$) на воду в реке, текущей в Северном полушарии. Вектор $\vec{v}$ указывает направление течения.

Ответ: Подмыв правых берегов рек, текущих по меридианам в Северном полушарии, вызван действием силы Кориолиса. Эта сила возникает из-за суточного вращения Земли и всегда отклоняет движущиеся объекты (в том числе воду в реках) вправо по направлению их движения в Северном полушарии, что приводит к увеличению давления воды на правый берег и его последующему размыву.