Corioliskraft

Corioliskraft einfach erklärt

Die Corioliskraft \overrightarrow F_C$\overrightarrow F_C$ ist eine Scheinkraft, sie ist also nicht real. Sie wirkt auf alle Körper, die sich in einem rotierenden System befinden. Rotierende Systeme sind zum Beispiel eine Drehscheibe und die Erde.

Die Ursache für die Corioliskraft sind unterschiedliche Geschwindigkeiten im rotierenden System.

Folgende Phänomene auf der Erde sind auf die Corioliskraft zurückzuführen:

• Passatwinde
• Golfstrom
• Drehrichtung von Hoch- und Tiefdruckgebieten

Definition

Corioliskraft Entstehung

Corioliskraft Geschwindigkeitsunterschiede

Ein rotierendes System hat immer eine Drehachse. Um diese Drehachse dreht sich das ganze System.
Die Drehachse der Erde läuft durch den geografischen Nordpol und den geografischen Südpol. Innerhalb von 24 Stunden dreht sich die Erde einmal um sich selbst.

Die Erde ist eine Kugel. Am Äquator ist ihr Durchmesser am größten, in Richtung Norden und Süden wird der Durchmesser kleiner. Innerhalb von 24 Stunden müssen die Orte am Äquator also den größten Weg zurücklegen. Daraus ergeben sich unterschiedliche Geschwindigkeiten an unterschiedlichen Orten der Erde. Diese Geschwindigkeiten sind Bahngeschwindigkeiten.

Corioliskraft Impulserhaltungssatz

Jeder Körper in einem rotierenden System hat eine Bahngeschwindigkeit und eine Masse. Das Zusammenspiel dieser beiden Größen ist der Impuls. Jeder Körper hat also einen Impuls.

Corioliskraft Auswirkung auf Körper

Nordhalbkugel vs Südhalbkugel

• Auf der Nordhalbkugel wird das Objekt nach rechts abgelenkt
• Auf der Südhalbkugel wird das Objekt nach links abgelenkt

Einfluss auf die Winde

• Corioliskraft sorgt für Ablenkung der Winde
• Auf der Südhalbkugel nach links und auf der Nordhalbkugel nach rechts
• Richtung hängt davon ab, aus welcher ursprünglichen Richtung der Wind kommt
• Nordostpassat weht deshalb nach Südwesten
• Benennung der Winde nach der Richtung, aus der sie kommen

Beispiel

Ablenkung auf der Nordhalbkugel

• Ihr steht auf dem Äquator südlich von Köln
• Ihr habt eine Schleuder dabei und wollt einen Stein nach Köln schießen
• Weil ihr auf dem Äquator steht, bewegt ihr euch mit der Bahngeschwindigkeit von 1.670 km/h
• Köln bewegt sich mit einer Bahngeschwindigkeit von 1.180 km/h
• Ihr habt also die 1,4 -fache Geschwindigkeit von Köln

Erddrehung während der Flugphase vom Stein

• Während der Stein fliegt, dreht sich die Erde weiter
• Während der Flugzeit dreht sich Köln 500 km weiter
• Ihr dreht euch mit der 1,4 -fachen Geschwindigkeit und legt deshalb in der gleichen Zeit die 1,4 -fache Strecke zurück, nämlich 700 km
• Also seid ihr nach der Flugphase des Steins durch den Impulserhaltungssatz 200 km weitergekommen als Köln

• Der Stein fliegt also auch 700 km nach Osten, wenn er nach Norden geschossen wird
• Deshalb kommt der Stein nie in Köln an, sondern landet 200 km weiter östlich irgendwo bei Marburg

Ablenkung auf der Südhalbkugel

• Ihr steht immer noch auf dem Äquator, bewegt euch also noch immer mit einer Bahngeschwindigkeit von 1.670 km/h
• Jetzt seit ihr fies und wollt ein Känguru abschießen
• Das Känguru befindet sich auf dem 30. Breitengrad und hat deshalb eine Bahngeschwindigkeit von 1.446 km/h.
• Ihr habt also die 1,15 -fache Geschwindigkeit vom Känguru

Erddrehung während der Flugphase des Steins

• Während der Stein fliegt, dreht sich die Erde auch wieder weiter
• Während der Flugzeit dreht sich das Känguru 435 km weiter
• Ihr dreht euch mit der 1, 15 -fachen Geschwindigkeit und legt deshalb in der gleichen Zeit die 1,15-fache Strecke zurück: 500 km
• Also seid ihr nach der Flugphase des Steins 65 km weiter gekommen als das Känguru

• Durch den Impulserhaltungssatz bewegt sich der Stein in der Flugphase also wieder so weit nach Osten wie ihr
• Das Känguru nicht ganz so weit
• Von euch aus gesehen (weil Ihr in eine andere Richtung als vorher schaut) landet der Stein also weiter links vom Känguru