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Coriolis-Kraft

 

[kɔrjɔ'lis-; nach G. G. de Coriolis], eine besondere Trägheitskraft, die scheinbar auf einen sich gegenüber einem rotierenden Bezugssystem (Winkelgeschwindigkeit ω) mit der Relativgeschwindigkeit v_rel bewegenden Körper (Masse m ) einwirkt, wenn er von einem mit dem Bezugssystem rotierenden Beobachter betrachtet wird (für einen raumfesten Beobachter tritt sie nicht auf). Sie wurde von Coriolis eingeführt, um das Konzept der newtonschen Mechanik, dass eine gekrümmte Bahn eines Körpers die Folge einer auf ihn wirkenden Kraft ist, auch in einem rotierenden Bezugssystem beibehalten zu können. Zu ihrer Veranschaulichung stelle man sich einen Pistolenschützen auf einer rotierenden Scheibe vor. In einem nicht mitrotierenden Bezugssystem bewegt sich die abgeschossene Pistolenkugel auf einer Geraden. Für den Schützen jedoch bewegt sich die Kugel auf einer gekrümmten Bahn, da sich die Scheibe unter der Kugel wegdreht und der Schütze die Flugbahn relativ zur Scheibe beurteilt.

 

Die durch F = 2m v_rel × ω gegebene Coriolis-Kraft vom Betrage F = 2m v_rel ω · sin ϕ wirkt stets senkrecht zur jeweiligen Bewegungsrichtung und zu der (durch den Drehvektor ω festgelegten) Drehachse, die beide miteinander den Winkel ϕ bilden. Sie wirkt insbesondere auf jeden sich auf der Erdoberfläche bewegenden Körper, ist allerdings bei den üblichen irdischen Geschwindigkeiten klein gegenüber der Schwerkraft. An dem Auftreten der Coriolis-Kraft auf der Erdoberfläche lässt sich die Erddrehung nachweisen, z. B. beim foucaultschen Pendelversuch. Bei bewegten Körpern (wie Geschossen, Wassermassen, Luftmassen) bewirkt die Coriolis-Kraft auf der nördlichen Erdhalbkugel eine Rechtsablenkung, auf der südlichen Halbkugel eine Linksablenkung (Coriolis-Effekt); z. B. bewirkt sie die vom barischen Windgesetz und der Buys-Ballot-Regel gegebenen Gesetzmäßigkeiten sowie die Tatsache, dass Flüsse auf der Nordhalbkugel ihre rechten Ufer stärker als ihre linken erodieren (baersches Gesetz, Asymmetrie). Auch die Ablenkung eines frei fallenden Körpers nach Osten und die Gewichtskraftabnahme beziehungsweise -zunahme eines Körpers, wenn er sich nach Osten beziehungsweise Westen bewegt (Eötvös-Effekt), beruhen auf ihrer Wirkung.