Coriolisperiaatteeseen

Coriolisperiaate on mekaniikan yleinen periaate, jonka mukaan pyörivässä koordinaatistossa havaitaan liikkeen deflektio, joka johtuu pyörimisestä. Periaatteen nimi tulee ranskalaiselta fyysikolta Gaspard-Gustave de Coriolisolta, joka kuvasi vaikutuksen vuonna 1835. Coriolisperiaate on keskeinen työkalu pyörivien järjestelmien dynamiikan ymmärtämisessä, ja sen mukaan liikkeisiin liittyy näennäinen deflektio, joka syntyy järjestelmän pyörimisestä.

Matematiikassa Coriolisperiaate ilmenee, kun dynamiikka tarkastellaan pyörivässä viitekehyksessä. Olkoon Ω pyörimisnopeusvektori ja v’ liikkeen nopeus suhteessa pyörivään viitekehykseen. Yleisessä Newtonin lain muodossa ei-inertiaalin viitekehyksen nojalla mukaan otetaan Coriolis-voima F_C = -2 m Ω × v’. Lisäksi ilmenevät kiertymis-voima F_CF = - m Ω × (Ω × r) sekä kiihdytys α, jos viitekehystä kiihdytetään. Liikkeen yhtälö on m a’ = F_real + F_C + F_CF + F_α. Coriolis-komponentti on kohtisuora nopeudelle v’ ja vaikuttaa erityisesti nopeasti liikkuviin kappaleisiin.

Käyttökohteita ovat meteorologia ja meritasoisten virtauksien sekä ilmakehän kiertoliikkeiden ymmärtäminen, joissa Coriolisin voima selittää suurten massojen kääntymisen pohjois- ja eteläisellä pallonpuoliskolla. Sitä hyödynnetään myös ballistiikassa, inertiaalinavigoinnissa, gyroskoopeissa sekä laboratoriokokeissa, kuten pyörivillä pöydillä. Foucaultin pendulumi havainnollistaa maan pyörimisestä johtuvaa deflektiota.

Coriolisperiaatteen ja Coriolis-ilmiön suhde: Coriolisin ilmiö kuvaa havaittavaa deflektiota liikkeessä maan pyörimisen vuoksi, kun taas Coriolisperiaate viittaa yleiseen käsitteeseen näennäisvoimista pyörivissä viitekehyksissä. Käytännössä termit kytkeytyvät toisiinsa, ja erottelu riippuu kontekstista; usein puhutaan Coriolis-voimasta ja -ilmiöstä, kun taas periaate viittaa laajempaan periaatteelliseen kehykseen.