اثر کوریولیس و تک‌تیرانداز

نمی‌دانم تا به حال برای شما هم این سوال پیش آمده یا خیر. ولی این مدت‌ها برای من سوال بود که کسی که کنار تک تیرانداز می نشیند کارش چیست و چه چیزی را حساب کتاب می کند و به تک تیرانداز می گوید؟

تصور‌ می‌کردم که تنها چیزی که تک تیرانداز باید بتواند انجام بدهد این است که خوب ببیند و دستش هم نلرزد و اسلحه اش را نیز خوب نگهداری کند که همیشه کالیبر باشد و شاید جهت وزش باد را هم باید در نظر بگیرد و همین. دیگر نیازی به این همه دفتر و دستک نیست. اما زمانی که کمی سرچ کردم به موضوع جالبی رسیدم (تصویر اول).

البته که نمی خواهم اینجا آموزش تک تیراندازی بدهم.

اما چند اصل که تک تیرانداز باید بداند این است:

۱- اگر در نیم کره شمالی به سمت شمال یا در نیم کره جنوبی به سمت جنوب تیراندازی می‌کنید گلوله به سمت شرق منحرف می  شود.

۲- اگر در نیم کره جنوبی به سمت شمال یا در نیم کره شمالی به سمت جنوبی شلیک می‌کنید گلوله به سمت غرب منحرف می شود.

۳- اگر به سمت غرب شلیک می‌کنید گلوله به پایین منحرف می شود.

۴- اگر به سمت شرق شلیک می‌کنید گلوله به بالا منحرف می شود.

من در اینجا تمرکزم روی اصل اول و دوم است و کاری با سه و چهار ندارم. ما میدانیم که زمین حول محور خودش میچرخد. فرض کنید که ما یک نخ را از یک نقطه روی استوا وصل کردیم به یکی از قطب‌ها (خط عمودی در تصویر دوم). وقتی زمین می چرخد همه‌ی نقاط این نخ همزمان می‌چرخند. اگر یک نقطه از این خط روی استوا را در نظر بگیریم، و یک نقطه دیگه مثل X در نظر بگیریم کدام با سرعت بیشتری حرکت می کند؟ نقطه‌ی روی استوا باید در همان زمان دایره‌ی بزرگتری را طی کند تا به جای اولش برسد. پس سرعت خطی نقطه روی استوا بیشتر از سرعت خطی نقطه X است.

حالا اگر نقطه روی قطب را در نظر بگیریم، نقطه روی قطب اصلا جابجا نمی شود و سرعت خطی  اش صفر است. پس ما هرچه از استوا به سمت شمال یا جنوب حرکت کنیم، سرعت خطی نقاط کم می  شود. با توجه به اثر کوریولیس که در پست قبلی با آن آشنا شدیم، اگر یک هواپیما از استوا به سمت قطب شمال یا قطب جنوب حرکت کند، در اثر شبه نیروی کوریولیس به سمت شرق منحرف می شود (خطوط قرمز تصویر سوم). چرا که از نقطه‌ای با سرعت خطی بالاتر به نقطه‌ای با سرعت خطی پایین تر رفته (مدار پایین تر به مدار بالاتر).

حال اگر آن هواپیما از قطب شمال یا جنوبی به سمت استوا حرکت کند چه اتفاقی می  افتد؟

هواپیما در اثر شبه نیروی کوریولیس به سمت غرب منحرف می شود (خطوط سبز در تصویر سوم). زیرا از نقطه با سرعت خطی پایین تر به نقطه با سرعت خطی بالاتر رفته (مدار بالاتر به مدار پایین تر).

حالا اگر به دو اصل اول تک تیراندازها دقت کنیم، متوجه علت آن قضیه می شویم.

 

اگر بخواهم ساده تر توضیح بدهم، آن هواپیما زمانی که از استوا به سمت قطب‌ها حرکت می کند از مرجعی با سرعت بالاتر به مرجعی با سرعت پایین‌تر می رود و انگار‌ از مرجع با سرعت‌ پایین‌تر کمی جلو می زند. پس به سمت شرق منحرف می شود. اما‌ زمانی که از قطب‌ها به سمت استوا حرکت می کند از مرجعی با سرعت پایین تر به مرجعی به سرعت بالاتر میرود و انگار از مرجع با سرعت بالاتر عقب می افتد. پس به سمت غرب منحرف می شود.

جالب است بدانید که به خاطر این اختلاف سرعت خطی در مدارهای مختلف، معمولا پایگاههای فضایی در نزدیکی خط استوا ساخته می شود تا موشک با حداکثر سرعت خطی پرتاب شود و سوخت کمتری برای پرتاب نیاز باشد.