струйные течения в атмосфере

Ответ от Николай Лопарёнок[гуру]
Действительно, при полете на одно и то же расстояние с запада на восток и с востока на запад разница в длительности полета может составлять более часа. Причиной этого является наличие в атмосфере струйных течений. Струйные течения – это преимущественно западные ветры, которые образуются в результате резких колебаний давления и температуры в верхних слоях атмосферы. Зимой, когда контраст температур выражен более ярко, эти течения расположены ближе к экватору. Летом они ослабевают и смещаются к полюсам. Скорость струйных течений очень велика (нижним пределом скорости ветра на оси струйного течения условно принят равным 30 м/с, что около 108 км/ч, а бывает и достигает 400 км/ч!) , а толщина относительно мала – около километра. В длину они могут достигать тысяч, а в ширину сотен километров. Информация о расположении и силе струйных течений очень важна для авиации: пилоты могут сократить время полета, «оседлав» струю воздуха.
Влияет ли вращение Земли на продолжительность полета самолета?
безусловно влияет. Земля - это неинерциальная (вращающаяся) система отсчета. в курсе общей физики вводится вектор угловой скорости w (омега) , который направлен из северного полюса земли вверх и численно равен w = [2*pi/(24*60*60)] = 73 (мкрад/с) (микрорадиан в секунду) . Это означает, что Земля вращается против часовой стрелки если смотреть прямо на северный полюс (читай на на вектор w сверху) , совершая один полный оборот (2*pi радиан (180
градусов) ) за сутки (24*60*60 секунд) . в неинерциальной системе отсчета, т. е. на Земле, действуют особые силы. одна из них сила Кориолиса. сила Кориолиса действует на все тела, движущиеся с ненулевой скоростью в неинерциальной системе отсчета и определяется формулой Fк=2m[v*w], где [] - векторное произведение векторов скорости и угловой скорости. эта сила направлена по правилу правого винта, примененному к векторам v и w (свойство векторного произведения) и перпендикулярна обоим векторам. С ней связаны такие явления как вода, закручивающаяся в воронку, неравномерный износ ж/д рельсов при движении по ним поездов только с севера на юг или наоборот только с юга на север, неравномерное размывание берегов рек, которые имеют такие же направления. танцор, который раскручивается с распростертыми руками, а затем прижимает руки к туловищу и ускоряет свое вращение также использует силу Кориолиса. попробуйте, крутясь на карусели перебраться с ее края на центр или наоборот. вас будет сносить в бок. ну или раскрутиться на этом тренажере для беременных (тарелка такая напольная) с руками расправленными, а затем руки прижать. вы почувствуете на себе все ту же силу Кориолиса. в общем говоря, при движении с севера на юг или с юга на север, тела "сносит" вправо, так как земля под ними вращается. что касается движения с запада на восток и с востока на запад. при движении с запада на восток тела становятся легче, а при движении с востока на запад тяжелее. для пассажирского самолета ТУ-154М с массой 80
т и, летящего с крейсерской скоростью 850 км/ч = 236 м/с, получаем Fк = 2*80000*0.000073*236 = 2.8 кН, что равносильно 280 кг. То есть самолет, летящий из Москвы во Владивосток становится на 280 кг легче, а самолет
летящий обратным рейсом - на 280 кг тяжелее. соответственно, вес самолетов различается больше, чем на полтонны. при длительном перелете, разница во времени будет очевидна. самолет, летящий с востока на запад тратит больше тяги на создание подъемной силы, чем самолет, летящий обратным рейсом. если мощность двигателей при этом одна и та же, то самолет летящий из Москвы, летит быстрее самолета, летящего из Владивостока.
Николай Лопарёнок
Мыслитель
(5174)
Популяризаторы этого мифа уверяют, что под воздействием так называемой силы Кориолиса в Северном полушарии вода при сливе вращается по часовой стрелке, а в Южном полушарии —в обратную сторону, как воздушные вихри в циклонах. Однако на самом деле сила Кориолиса, которая появляется в результате вращения Земли, никак не влияет на направление водяной воронки в ванне. Поэтому повсюду в мире встречаются водовороты, которые вращаются и слева направо, и справа налево. Причина проста: чем меньше масштаб потока, тем слабее воздействует на него сила Кориолиса. Воздействие этой силы на совершенно ничтожные по масштабу стоки воды в ванне настолько незначительно, что направление ее вращения в большей степени зависит от любых других факторов: от положения впускного крана, угла наклона водяной струи, формы сливного отверстия или характера текущего воздушного потока в ванной. Только в строго контролируемых лабораторных условиях (в круглой ванне с водой, которая оставалась статичной в течение суток) оди