Номер 3, страница 138 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

3. В каком направлении и почему отклоняются от вертикали тела, падающие на Землю?

Тела, падающие на Землю, под действием силы тяжести отклоняются от вертикали в восточном направлении.

Причиной этого отклонения является вращение Земли вокруг своей оси. Это явление известно как эффект Кориолиса. Рассмотрим его подробнее. Земля вращается с запада на восток. Тело, находящееся на некоторой высоте $\text{h}$ над поверхностью, и точка на поверхности Земли прямо под ним вращаются вместе с планетой с одинаковой угловой скоростью $ω$. Однако из-за разного расстояния до оси вращения их линейные скорости различны. Точка на высоте $\text{h}$ находится дальше от оси вращения и, следовательно, имеет большую линейную скорость, чем точка на поверхности. Эта скорость направлена на восток.

Когда тело начинает падать, оно по инерции сохраняет свою начальную, более высокую горизонтальную скорость. За время падения оно смещается в восточном направлении на большее расстояние, чем точка на поверхности под ним. В результате тело приземляется не строго по вертикали, а немного восточнее.

В неинерциальной системе отсчета, связанной с вращающейся Землей, это отклонение объясняется действием силы Кориолиса. Сила Кориолиса, действующая на движущееся тело массой $\text{m}$ со скоростью $\vec{v}$, вычисляется по формуле $\vec{F}_k = -2m(\vec{\omega} \times \vec{v})$, где $\vec{\omega}$ — вектор угловой скорости вращения Земли. Для тела, падающего вертикально вниз, эта сила направлена на восток (кроме полюсов, где она равна нулю), что и вызывает наблюдаемое отклонение.

Ответ: Тела, падающие на Землю, отклоняются от вертикали в восточном направлении. Это происходит из-за вращения Земли: тело, находящееся на высоте, имеет большую линейную скорость (направленную на восток), чем точка на поверхности под ним, и при падении оно "обгоняет" эту точку, смещаясь на восток. Это явление является проявлением эффекта Кориолиса.