Otkloneniya vetra, okeanicheskih techenii i rek, otkloneniya padayushih tel, a takzhe vidimoe otklonenie ploskosti kachaniya mayatnika, - vse eto yavleniya, svyaz' kotoryh s vrasheniem Zemli neobhodimo raz'yasnit' uchashimsya. Sdelat' eto ne vsegda legko. Chasto chuvstvuetsya potrebnost' v sootvetstvuyushem naglyadnom posobii i v pravil'nom podhode k ob'yasneniyu etogo slozhnogo yavleniya. Poetomu ne budet lishnim ostanovit'sya, hotya by nemnogo, na istorii voprosa ob upomyanutyh otkloneniyah i zaodno pripomnit' nekotorye iz teoreticheskih soobrazhenii, bez kotoryh nel'zya budet dat' uchashimsya pravil'nogo ob'yasneniya.

Ran'she vseh prichinu vysheukazannogo otkloneniya, otnosyashuyusya k dvizhushimsya chasticam vody, ukazal Makloren (1698-1746) v svoem izvestnom trude o prilivah. Im zhe bylo vyskazano predpolozhenie, chto vrashenie Zemli dolzhno skazyvat'sya i na dvizhenii vozdushnyh potokov.

V 1835 g. Koriolis opublikoval svoyu teoremu, imeyushuyu dlya razbiraemogo nami voprosa isklyuchitel'noe znachenie. Teorema Koriolisa mozhet byt' formulirovana sleduyushim obrazom. "Vsyakoe telo, dvizhusheesya gorizontal'no v kakom-nibud' meste Zemli, otklonyaetsya otnositel'no linii, neizmenno svyazannyh s gorizontom, v severnom polusharii vpravo, a v yuzhnom - vlevo". (Nablyudatel' smotrit v tu storonu, kuda dvizhetsya telo.) Otklonenie ne zavisit ot napravleniya dvizheniya, t. e. bezrazlichno, kuda dvizhetsya telo - na yug, na sever, na vostok ili inache kak-nibud'. Velichina otkloneniya zavisit ot geograficheskoi shiroty: na polyusah ona naibol'shaya, po mere priblizheniya k ekvatoru ona ubyvaet i na ekvatore delaetsya ravnoi nulyu. (Velichina otkloneniya pryamo proporcional'na sinusu geograficheskoi shiroty.)

V 1857 g. Karl Ber v "Morskom sbornike" pomestil svoi izvestnyi trud: "Pochemu u nashih rek, tekushih na sever i yug, pravyi bereg vysok, a levyi nizok?"

Primenyaya k resheniyu etogo voprosa teoremu Koriolisa, P. I. Brounov pokazal, chto podmyvanie pravyh beregov i othozhdenie rusla ot starogo levogo berega dolzhno nablyudat'sya u vseh rek nashego polushariya, nezavisimo ot napravleniya reki, lish' by mesto ne lezhalo na ekvatore. Eto znachit, chto ne tol'ko reki, tekushie s severa ili s yuga, budut podmyvat' svoi pravye berega, no to zhe podmyvanie budet nablyudat'sya v nashem polusharii i u rek, tekushih na vostok, na zapad ili v kakom ugodno inom napravlenii.

Ris.73

Esli primenit' teoremu Koriolisa k dvizheniyu vozduha, to legko poluchaetsya osnovnoi zakon vetrov, ukazannyi Ferrelem i Byuis-Ballo: "Veter duet iz mest, gde davlenie vozduha bol'she, tuda, gde davlenie men'she, otklonyayas' v severnom polusharii vpravo, a v yuzhnom - vlevo". Predpolagaetsya, chto nablyudatel' stoit spinoi k vetru.

Dlya ob'yasneniya etih sluchaev otkloneniya obychno privoditsya sleduyushee rassuzhdenie. Zemlya vrashaetsya vokrug osi s zapada na vostok. Blagodarya takomu vrasheniyu, gorizont lyubogo mesta, za isklyucheniem mest, lezhashih na ekvatore, povorachivaetsya tak, chto vsyakaya pryamaya liniya, provedennaya na etom gorizonte i neizmenno svyazannaya s nim, cherez nekotoroe vremya stanet pod uglom otnositel'no svoego pervonachal'nogo napravleniya.

Chtoby uchashiesya legche ponyali eto, mozhno vospol'zovat'sya takim priemom. Vyrezayut nebol'shoi kruzhok bumagi i provodyat nanem karandashom cherez centr pryamuyu liniyu. Eyut kruzhok prikladyvayut k globusu gde-nibud' nedaleko ot polyus. chtoby provedennaya na kruzhke liniya sovpala s napravleniem meridiana v tochke kasaniya.

Vrashaya globus ot zapada k vostoku, vnimatel'no sledyat za tem, kak izmenyaetsya v prostranstve (v komnate) napravlenie cherty, procherchennoi na "gorizonte". Dlya naglyadnosti mozhno derzhat' nad etoi chertoi karandnsh ili palochku v neizmennom polozhenii, ustanoviv ee v nachale opyta vdol' etoi linii, togdp otklonenie cherty ot pervonachal'nogo napravleniya pri povorote globusa brositsya v glaza kazhdomu nablyudatelyu. V osobennosti vazhno prodelat' takoe zhe nablyudenie, nametiv na "gorizonte" napravlenie s zapada na vostok vvidu togo, chto uchashiesya obychno ochen' ploho ponimayut otklonenie etogo napravleniya. Pomeshaya kruzhok blizhe k ekvatoru, poluchayut pri povorote globusa men'shie otkloneniya. Na ekvatore zhe linii, namechennye na gorizonte i rassmatrivaemye tol'ko v ploskosti etogo gorizonta, smeshayas' pri povorote globusa, ne budut otklonyat'sya, znachit, ne budet i vrasheniya gorizonta okolo ego centra.

Kogda uchashiesya usvoyat eto, razbiraetsya primer s rekoi, tekushei v lyubom napravlenii. Vsledstvie inercii dvizheniya voda budet sohranyat' napravlenie dvizheniya, ruslo zhe reki, blagodarya vrasheniyu gorizonta, izmenit svoe napravlenie v prostranstve (beretsya sluchai ne na ekvatore): ono otklonitsya, i v nashem polusharii pravyi bereg nachnet pri povorote kak by zagorazhivat' techenie reki; dvizhushayasya po inercii voda stanet podmyvat' etot bereg bol'she, chem levyi.

Takoe zhe rassuzhdenie primenyaetsya i dlya ob'yasneniya otkloneniya vetra. Vozduh, nesushiisya iz mest, gde davlenie atmosfery bol'she. tuda, gde ono men'she, sohranyaet po inercii napravlenie svoego pervonachal'nogo dvizheniya. Vsledstvie vrasheniya gorizonta, chego my ne zamechaem, vse napravleniya na nashem gorizonte povernutsya okolo serediny gorizonta. My, ne zamechaya etogo, budem govorit', chto veter otklonilsya, hotya na samom dele otklonilis' pri povorote Zemli te pryamye linii, kotorye neizmenno svyazany s gorizontom, naprimer, poludennaya liniya, liniya, idushaya s zapada na vostok i dr. Eto "otklonenie" vetra v ciklonah, anticiklonah i passatah vsem horosho izvestno.

Dlya ob'yasneniya na uroke etogo slozhnogo i ochen' vazhnogo yavleniya mnoyu postroen prostoi pribor, kotoryi mozhet vyzvat' zhivoi interes k razbiraemomu yavleniyu (ris. 73).

Zakazyvaetsya derevyannyi krug iz dosok tolshinoyu okolo 1 sm, diametrom 50 sm. Po ego okruzhnosti prikleivaetsya ili pribivaetsya poloska fanery tolshinoi 0,5 sm i shirinoyu 4,5 sm, obrazuyushaya nevysokuyu bokovuyu stenku. Koncy etoi fanernoi poloski srashivayutsya drug s drugom i prochno prikreplyayutsya k derevyannomu krugu. Takoi krug budet izobrazhat' okolopolyarnyi gorizont. Ves' pribor horosho shpaklyuetsya i okrashivaetsya beloi ili svetloseroi maslyanoi kraskoi. Na verhnyuyu poverhnost' kruga mozhno nakleit' kartu ploskosharii ili narisovat' setku meridianov i parallelei s polyusom v centre kruga. Nakleennaya karta, naprimer, karta severnogo polushariya, izdannaya Uchpedgizom dlya plakata "Poyasnoe vremya", dolzhna byt' pokryta svetlym maslyanym lakom dlya togo, chtoby na nee ne deistvovala voda. K etomu krugu na kolechkah privyazyvayut chetyre shnura, kotorye svyazyvayutsya v uzel vysoko nad centrom derevyannogo kruga.

Vzyav lampovoe steklo (dlina - 23 sm, diametry otverstii - 3,5 sm i 2,5 sm), prigonyaem horoshuyu probku k uzkomu otverstiyu stekla. V etoi probke posredine prosverlivaem skvoznoe otverstie dlya pryamoi steklyannoi trubki. Koncy steklyannoi trubki nado nemnogo oplavit', chtoby oni ne rezali svoim ostrym kraem.

Vstavim poplotnee steklyannuyu trubku v prosverlennuyu probku, chtoby chast' steklyannoi trubochki vystupala snaruzhi probki; na etot vystupayushii konec odevaetsya dlinnaya kauchukovaya trubka - 65 sm, naruzhnyi diametr - 7 mm. V drugoi konec kauchukovoi trubki vstavlyaetsya obyknovennyi steklyannyi nakonechnik ("fontannyi"), ottyanutyi i oplavlennyi. Ego razmery - 7,5 sm; naruzhnoe otverstie okolo 0,8 mm. Lampovoe steklo s trubkoi ukreplyaem mezhdu chetyr'mya verevkami nad derevyannym krugom, kak pokazano na ris. 73. Ukreplenie proizvoditsya s pomosh'yu dvuh kolec, svityh iz provoloki; odno kol'co ohvatyvaet verevki i lampovoe steklo u shirokogo otverstiya, drugoe kol'co, pomen'she razmerom, ohvatyvaet ih neskol'ko nizhe - na meste perehoda rasshirennoi chasti lampovogo stekla v uzkuyu.

Prigotovlyaem eshe peredvizhnuyu derevyannuyu podstavku (cilindrik vysotoi 10 sm i diametrom 6,5 sm).

Na verhnei ploshadke etoi podstavki vkolachivaem 4 gvozdika bez shlyapok v mestah, ukazannyh kruzhkami na ris. 74. Mezhdu gvozdikami ukladyvaetsya steklyannyi nakonechnik, vstavlennyi v kauchukovuyu trubku. Sverhu na gvozdiki natyagivayutsya kauchukovye kolechki (obrezki kauchukovoi trubki) dlya togo, chtoby nakonechnik ne vyskakival i ne dvigalsya na podstavke.

Krome togo, nado ustroit' peredvizhnuyu steklyannuyu stenku, - mishen'. Berem prozrachnoe steklo ot nenuzhnogo negativa (9 x 12) i vstavlyaem ego v prorez derevyannogo brusochka, chtoby steklo ustoichivo derzhalos' v vertikal'nom polozhenii. S zadnei storony etogo stekla prikleivaetsya (posredine i vertikal'no) uzkaya poloska iz cvetnoi bumagi shirinoi 2-3 mm.

Prigotoviv vysheukazannye chasti, mozhno pristupit' k opytu. Podvesim pribor na verevkah (k uzlu privyazyvaetsya kryuchok, kotorym zaceplyayut za petlyu na konce verevki, idushei ot potolka). Zazhimaem pal'cami kauchukovuyu trubku i nalivaem v lampovoe steklo vody.

1. Snachala ustanavlivaem podstavku s nakonechnikom posredine kruga. Eto mesto, nahodyasheesya na osi vrasheniya pribora, sootvetstvuet polyusu Zemli. Steklyannuyu plastinku stavim naprotiv nakonechnika blizhe k stenke derevyannogo kruga. Napravlyaem teper' struyu vody v to mesto steklyannoi plastinki, gde za steklom nahoditsya cvetnaya poloska (cel'). Esli sdelat' opyt dlya severnogo polushariya, to na seredine kruga budet kak by severnyi polyus, u stenki zhe kruga - mesta, lezhashie k yugu. Povernuv pribor v napravlenii, obratnom napravleniyu dvizheniya chasovoi strelki, my sozdadim vrashenie, sootvetstvuyushee vrasheniyu polyarnogo gorizonta v severnom polusharii. Dlya yuzhnogo polushariya vrashaem pribor "po chasovoi strelke". Kak tol'ko nachnetsya vrashenie pribora, tak seichas zhe budet zamecheno otklonenie strui ot serediny steklyannoi plastinki.

Ris.74

2. Esli pomestit' podstavku s nakonechnikom u stenki derevyannogo kruga i napravit' struyu "s yuga na sever" (mishen' ustanavlivaetsya "na severe"), to i v etom sluchae pri vrashenii pribora budet nablyudat'sya sootvetstvuyushee otklonenie strui.
3. Struya napravlyaetsya "s zapada na vostok", "s vostoka na zapad" ili v kakom-libo inom napravlenii, vse ravno - pri vrashenii pribora struya budet otklonyat'sya ot cvetnoi poloski (dlya severnogo polushariya vpravo, dlya yuzhnogo - vlevo).

S etim zhe samym vrashayushimsya priborom mozhno illyustrirovat' otklonenie padayushih tel k vostoku.

Berem kusok okonnogo stekla (25 sm x 30 sm), pod eto steklo podkladyvaem risunok shahty ili bashni. Na etom risunke sleduet punktirom nametit' posredine shahty vertikal'noe napravlenie (ris. 75). Chtoby eta kartinka ne otpadala, ee mozhno zadelat' mezhdu steklom i doshechkoi takogo zhe razmera, kak steklo. Naverhu "nad shahtoi" prilazhivaetsya spusknoi lotok, sdelannyi iz zhesti. Etot lotok knizu delaetsya uzhe, s takim raschetom, chtoby kakoi-nibud' sharik, naprimer, avtomobil'nyi, mog vykatit'sya vniz. Uderzhivaetsya takoi lotok na verhnem krae stekla blagodarya zagibu zhestyanoi poloski: Vnizu k steklu prikleivaetsya uzen'kaya korobochka, v kotoruyu nasypaetsya melkii pesok ili kladetsya vata dlya togo, chtoby sharik ne otskakival.

Ris.75

Prisloniv eto steklo k stenke pribora, my sozdadim takim obrazom naklonnuyu ploskost', po kotoroi budet skatyvat'sya (padat') sharik, polozhennyi naverhu v spusknoi lotok. Pri nepodvizhnom pribore sharik dolzhen skatyvat'sya v pesok kak raz po namechennoi "otvesnoi" linii. Horosho dlya ustanovki postavit' na derevyannyi krug giryu v 1 kg v kachestve protivovesa. Perestavlyaya giryu, mozhno legko dobit'sya pravil'nogo polozheniya pribora.

Teper' vrashaem pribor protiv chasovoi strelki i vo vremya vrasheniya ostorozhno kladem sharik v lotok. V etom sluchae sharik skatyvaetsya s zametnym otkloneniem "k vostoku".

Na etom zhe pribore, ubrav lampovoe steklo, mozhno horosho illyustrirovat' izvestnyi opyt Fuko s mayatnikom. Dlya etogo nad derevyannym krugom ,nado povesit' mayatnik takoi dliny, chtoby gruzik dohodil by pochti do dna pribora. Privyazyvaem mayatnik k bokovoi verevke s pomosh'yu ochen' tonkoi niti (sleduet ostavit' promezhutok mezhdu shnurom mayatnika i verevkoi). Sozdav vrashenie pribora, podzhigaem spichkoi nitku. Mayatnik nachnet kachat'sya, ne izmenyaya napravleniya ploskosti kachaniya, v to zhe vremya linii gorizonta pod nim budut povorachivat'sya. Ukazannaya postanovka budet sootvetstvovat' opytu na polyuse Zemli.