Eötvös styrke

Den kraft Eötvös er et fald i tyngdekraft mærkes på jorden med en mobil flytning fra vest til øst, og omvendt en stigning til en forskydning i den anden retning. Denne fiktive inertiel kraft skyldes variationen af axifuge acceleration som følge af denne bevægelse i roterende referenceramme, som er planeten.

Historie

Den eponym af Eötvös effekten er den ungarske fysiker Loránd Eötvös (1848-1919) der fremhævede det i 1919med laboratorieeksperimenter takket være en roterende balance. Før Eötvös, Gustave Coriolis (1792-1843) havde forudsagt sin eksistens så tidligt som 1835og Oskar Hecker (de) (1864-1938) Havde fremhævet i begyndelsen af XX th århundrede på et skib på havet.

Dette udtryk dukkede først op i teorien om Alfred Wegener , som forestillede sig, at flere kræfter sandsynligvis ville spille en primær rolle i forskydningen af kontinenter: Det antyder, at disse kontinenter bevæger sig væk mod vest på grund af jordens rotation og effekten af tidevand. De kontinenter i verden migreret fra polerne på ækvator takket være kraften fra Eötvös.

I 1924 afviste Harold Jeffreys Wegeners idé og forsikrede om, at de påtænkte kræfter ikke var stærke nok til at flytte kontinenter. Motoren til kontinentaldrift - Eötvös styrke ifølge Wegener - er det svage punkt i hans teori: ikke kun den kraft, Wegener fremkalder, er alt for svag til at bevæge kontinenter, men også det faktum, at Jorden kan forvrænges af disse kræfter. på den eneste betingelse, at disse kræfter fungerede i lang tid, blev udelukket afvist af datidens videnskabelige samfund.

Dette er indlysende og let at forfalske bevis for en roterende og derfor sfærisk jord.

Styrken ved Eötvös

Denne kraft manifesterer sig ved måling af tyngdeacceleration om bord på en bevægelig mobil. Historisk er det blevet opdaget under tyngdekraftsmålinger ombord på skibe i bevægelse.

Fysisk forklaring

Den tyngdekraft følte på overfladen af Jorden stammer hovedsagelig fra den tiltrækning, der udøves mellem alle masselegememe, i henhold til princippet om universel gravitation af Isaac Newton .

Men da Jorden roterer rundt om sin akse, oplever objekter på dens overflade aksifugal acceleration (dvs. vinkelret på Jordens rotationsakse). Dette er nul ved polerne og maksimum ved ækvator. Det varierer som cosinus på breddegraden. Effekten af denne aksifugeracceleration er ret svag: den reducerer tyngdekraften med ca. 0,3% ved ækvator, hvor dens effekt er maksimal.

Kraften i Eötvös manifesterer sig, når en mobil bevæger sig mod øst eller mod vest: dens egen hastighed akkumuleres ved jordens rotationshastighed og øger eller formindsker (afhængigt af bevægelsesretningen) den aksifugale kraft, det vil sige den følte tyngde.

Matematisk udtryk

Styrken ved Eötvös, G e værd:

{\ displaystyle G _ {\ mathrm {e}} = 2 {\ mathit {\ Omega}} u \ cos \ phi + {\ frac {u ^ {2} + v ^ {2}} {R}}.}

Ω er jordens rotationshastighed;
u er hastigheden i længderetningen (øst-vest);
Φ er den breddegrad, hvor målingerne udføres
v er hastigheden i længderetningen (nord-syd);
R er jordens radius .

Eksempel på digital applikation

Her er intensiteten af Eötvös-accelerationen for et skib, der sejler med en hastighed på 40 km / t (ca. 20 knob) i en breddegrad på 45 grader:
Ω = 1 omdrejning på 24 timer = ; u = 40 km / t = 11,111 m / s ; Φ = 45 grader = (π / 4) rad = 0,787 4 rad ; v = 0; R = 6,371 × 10 6 m . ${\ displaystyle \ textstyle {\ frac {2 \ times \ pi} {24 \ times 3600}} = 7 {,} 272.10 ^ {- 5} \ {\ rm {rad / s}}}$

G e = 1,14 × 10 −2 m / s 2 ,
der skal sammenlignes med den normale intensitet af tyngdeacceleration, der er værd 9,81 m / s 2 .

Noter og referencer

Taillet, Villain and Febvre 2018 , Eötvös (effekt), s. 270, col. 1 .

Se også

Bibliografi

Originale publikationer

[Eötvös 1919] (de) Roland Eötvös , “ Experimenteller Nachweis der Schwereänderung, die ein auf normal geformter Erdoberfläche in östlicher oder westlicher Richtung bewegter Körper durch diese Bewegung erleidet ” , Annalen der Physik , vol. 364, nr . 16,1919, s. 743-752 ( OCLC 4650566822 , DOI 10.1002 / andp.19193641604 , Bibcode 1919AnP ... 364..743E , læs online ).
[Eötvös 1920] (hu) Loránd Eötvös ( trans. Fra tysk), " Kisérleti kimutatása annak har nehézségi változásnak har melyet valamely har szabályos alakúnak felvett földfelületen keleti vagy Nyugati irányban Mozgó test e mozgás Altal szenved " , Mathematikai ed természettudományi ertesítő , vol. 37,1920, s. 1-28 ( læs online ).
[Eötvös 2001] (da) Loránd Eötvös ( oversat fra tysk), " Eksperimentel demonstration af tyngdekraftsvariationen, som et legeme udsættes for, når de bevæger sig mod øst eller vest på jordens overflade " , Studia physica Savariensia , t. VIII ,2001, s. 65-68 ( læs online ).

Ordbøger og leksika

[Allaby 2020] (da) Michael Allaby (red.), En ordbog for geologi og jordvidenskab , Oxford, Oxford University Press , koll. "Oxford hurtigreference",januar 2020, 5 th ed. ( 1 st ed. januar 1990), 1 vol. , 720 s. , 12,9 × 19,6 cm ( ISBN 978-0-198-83903-3 , EAN 9780198839033 , OCLC 1136344200 , DOI 10.1093 / acref / 9780198839033.001.0001 , online præsentation , læs online ) , sv Eötvös effekt.
[Taillet, Villain and Febvre 2018] Richard Taillet , Loïc Villain and Pascal Febvre , Dictionary of Physics , Louvain-la-Neuve, De Boeck Supérieur , uden for coll. ,januar 2018, 4 th ed. ( 1 st ed. Maj 2008), 1 vol. , X -956 s. , Syg., 17 × 24 cm ( ISBN 978-2-8073-0744-5 , EAN 9782807307445 , OCLC 1022951339 , SUDOC 224.228.161 , online præsentation , læse online ) , sv Eötvös (effekt), s. 269-270.

Andet

[Gerkema og Gostiaux 2009] Theo Gerkema og Louis Gostiaux , "En lille historie om Coriolis styrke ", Reflets de la physique , nr . 17,december 2009, s. 18-21 ( DOI 10.1051 / refdp / 2009026 , resumé , læs online ).
Rejsen inde i jorden: fra gammel geografi til moderne geofysik: idéhistorie , Vincent Deparis, Hilaire Legros, CNRS , 2000 ( ISBN 2-271-05729-9 )

eksterne links

[Deparis og Thomas 2011] Vincent Deparis og Pierre Thomas , " Wegeners kontinentale drift " , på Planète-Terre , École normale supérieure de Lyon ,24. maj 2011.
(in) " Eötvös-effekt " ["Eötvös-effekt"] autoritetsregistrering nr . 20110803095754141 om Oxford Reference , Oxford University Press .