Логика заставляет, если не отказаться, от определения силы Кориолиса как
элементарной силы инерции, участвующей в движении материальных точек,
то, хотя бы, ограничить область её действия.
В Wiki, по запросу: Си́ла Кориоли́са , в параграфе Математическое
определение в частности сообщается:
\\\ Вектор силы Кориолиса равен удвоенному произведению массы
материальной точки на векторное произведение вектора угловой скорости
вращения неинерциальной системы отсчёта на вектор скорости движения
точечной материальной точки в этой системе отсчёта. \\\
Предположим, что не существует некоторой, неизвестной физической силы,
которая заставляет уклоняться от первоначального направления движения.
Допустим, что в пространстве существует однотипная с Землёй планета с
абсолютно гладкой поверхностью, с равной земной скоростью углового
вращения и гравитационными силами, равномерно направленными к центру.
По поверхности этой планеты будем пускать шары вдоль меридианов в обоих
полушариях от полюса к экватору и обратно
Шары будут пущены с одинаковой силой и поэтому, будут иметь
определённые первоначальные скорости. В момент пуска, они приобретают
меридиональную скорость в дополнение к радиальной, обусловленной
вращением планеты на данной широте. Не встречая на пути препятствий и
имея малое трение, шары по инерции будут продолжать катиться по
поверхности планеты (изменяя широту положения), сохраняя направление
векторов своих первоначальных скоростей. Один из векторов (составляющих
движения) будет в первоначальном направлении плоскости меридиана при
пуске в пространстве относительно звёзд (меридиональной плоскости), вектор
радиальной скорости будет ортогонален оси вращения планеты (плоскость широт).
За время перемещения шаров после пуска, воображаемая планета, будет
продолжать (вращаться) изменять угловое направление меридианов относительно
звёзд с постоянной скоростью.
Рассмотрим, как будет происходить уклонение по составляющим движения без
учёта граничных условий приближения к полюсу или пуска с него.
Инерционность движения центра масс шаров в меридиональном направлении,
создаст условия прямолинейного их движения в первоначальном направлении.
Соответственно, за некоторое время, меридиан точки пуска изменит долготу
угла относительно звёзд, а значит и относительно первоначального
направления пуска шаров.
Таким образом, во всех случаях запуска пробных шаров, их уклонение от
меридианов будет в сторону противоположную направлению вращения
воображаемой планеты (к западу). Уклонение будет зависеть от широты
пропорционально изменению кратчайшего расстояния до оси вращения.
То есть с повышением широты (к полюсу) оно будет уменьшаться, а с
понижением широты движения (к экватору) увеличиваться. При переходе
шара через экватор оно будет максимальным.
Инерционность движения центра масс шаров в горизонтальном (радиальном)
направлении, создаст условия уклонения их центра по долготе, в зависимости
от направления движения, следующим образом:
При увеличении широты (движение от экватора к полюсу) их уклонение
будет вправо в северном полушарии и влево в южном (к востоку), так как
первоначальная радиальная скорость центра масс шаров больше той, что
имеют материальные точки поверхности планеты в верхних широтах.
При уменьшении широты (движение от полюса к экватору), уклонение
в северном полушарии будет вправо, а в южном влево от первоначального
пуска вдоль меридиана (к западу).
Таким образом, складывая уклонения, получим, что:
При движении материальной точки от экватора к полюсу в обоих
полушариях на малых широтах, уклонение происходит к западу в силу того,
что радиальная скорость вращения планеты на них больше, а изменение её
величины с возрастанием широты происходит медленно. С приближением к
полюсу, уклонение по меридиональной составляющей уменьшается, а по
радиальной составляющей увеличивается по причине уменьшения широтных
скоростей движения планеты. То есть, первоначальная радиальная скорость
по сравнению со скоростью материальных точек планеты при возрастании
широты движения возрастает. В результате этого происходит всё большее
уклонение к востоку. Самые большие величины при этом будут на экваторе
- к западу и вблизи полюса - к востоку. То есть, направление уклонения
меняется с широтой.
При движении материальной точки от полюса к экватору в обоих полушариях,
по обоим составляющим движения (в направлении меридианов и в плоскости
первоначальной радиальной скорости) происходит уклонение к западу. То есть,
в северном полушарии вправо, а в южном полушарии влево. Рост уклонения по
меридиональной составляющей происходит по причине возрастания широтной
радиальной скорости вращения планеты относительно той, что была во время
пуска на высоких широтах. Рост уклонения по радиальной составляющей
происходит по той же причине. Соответственно, при достижении экватора,
это уклонение будет максимальным.
При сравнении обоих случаев для момента движения в области экватора, явно
прослеживается закономерность наличия значительных переносных моментов.
При этом, в случае пуска от высоких широт к экватору, уклонение имеет
значительно большую величину, чем в обратном направлении.
Рассмотренный случай уклонений движения при перемещении тела через экватор
показывает, что влияние инерционной силы отклоняющей тело, не должно
пропадать. Так же, видно, что при колебательном перемещении тела вдоль
меридиана через экватор, его постоянно при каждом пересечении должно
отклонять всё больше к западу без возврата в начальную точку движения.
Это не характерно для феноменов, наблюдаемых в природе.
Всё выше изложенное наводит на вывод:
Расхождения в величине и направлении уклонений между механической схемой
движения и схемой, даваемой формулой с векторным умножением векторов
радиальной и линейной скоростей, указывает на то, что природа, воздействующей
на свободно движущиеся материальные точки, силы должна иметь природу
отличную от просто инерциального движения.
