5. The Colioris effect

5. The Colioris effect

วัตถุใด ๆ ที่เคลื่อนจะที่ไปตามผิวหน้าโลกนั้น จะเป็นไปตามกฏของเฟอเรล (Ferrel’s law) ซึ่งกล่าวว่าวัตถุ หรือของไหลใด ๆ ที่เคลื่อนที่ไปตามผิวหน้าโลกในซีกโลกเหนือ จะมีทิศทางการเคลื่อนที่ เบี่ยงเบนไปทางขวา ส่วนในซีกโลกใต้วัตถุหรือของไหลนั้น ๆ จะมีทิศทางการเคลื่อนที่เบี่ยงเบนไปทางซ้ายตัวอย่างที่จะอธิบายหลักการดังกล่าวก็คือ ที่บริเวณลองติจูดที่ 79 องศาตะวันตกจุดที่อยู่บน เส้นศูนย์สูตรก็คือเมือง Quito ประเทศเอกวาดอร์ เหนือลองติจูดเดียวกันนี้จะเป็นที่ตั้งของเมือง buffalo ของมลรัฐนิวยอร์ค สหรัฐอเมริกา ดังนั้นเมื่อโลกหมุนรอบตัวเองครบ 1 วันหรือ 24 ชั่วโมงตำแหน่งของเมือง buffalo นี้ก็จะอยู่เหนือเมือง Quito เสมอ (ภาพที่ 6.7)

การที่โลกหมุนรอบตัวเองครบ 1 รอบจึงคิดเป็นมุม 360 องศา ดังนั้นเมืองทั้งสอง ก็จะต้องเคลื่อนตัวไปทางตะวันออกเป็นมุม 15 องศาต่อชั่วโมง (360/24 = 15 องศาต่อชั่วโมง) ดังนั้นความเร็วใน การเคลื่อนตัวระหว่างเมืองทั้งสองจึงควรจะแตกต่างกัน หากพิจารณาโลกจาก ทางด้านบน คือมองจากขั้วโลกเหนือลงมา เมือง Quito ซึ่งอยู่บนเส้นศูนย์สูตรจะมีความเร็ว ในการเคลื่อนตัวมากกว่า เมื่อหมุนไป 15 องศาหรือ 1 ชั่วโมงจะมีระยะทาง 1,658 กิโลเมตร ส่วนเมือง baffalo จะมีระยะทางเพียง 1,260 กิโลเมตร (ภาพที่ 6.8)

ภาพที่ 6.7 ตำแหน่งของเมือง Quito และ Buffalo ซึ่งตั้งอยู่บริเวณลองติจูดเดียวกัน แต่ต่างละติจูด
ที่มา : Garrison (2007)

ภาพที่ 6.8 ภาพของโลกเมื่อมองจากด้านบน ระยะทางที่เมือง Buffalo เคลื่อนที่ไปจากการที่โลกหมุนรอบตัวเอง 1 ชั่วโมง (เป็นมุม 15 องศาเท่ากัน) จะน้อยกว่าเมือง Quito
ที่มา : Garrison (2007)

เมื่อมีวัตถุใด ๆ เคลื่อนที่จากเมือง Quito ไปยังเมือง Buffalo สมมติว่าเป็นลูกปืนใหญ่เมื่อเริ่มยิง ลูกปืนนี้ออกไปนอกจากมันจะเคลื่อนที่ไปทางเหนือแล้ว มันควรจะเคลื่อนตัวไปทางทิศตะวันออก ด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของการหมุนของโลกที่เมือง Quito ในหนึ่งชั่วโมง ซึ่งเท่ากับ 1,658 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ดังที่กล่าวมาแล้วว่าความเร็วในการเคลื่อนตัวของทั้งสองบริเวณจะแตกต่างกัน อันเนื่องมาจากส่วนโค้งของโลก เมื่อมันเดินทางมายังบริเวณที่มีความเร็วในการเคลื่อนตัวต่ำกว่า มันก็จะค่อย ๆ มีทิศทางเบี่ยงเบนไปทางขวา คือไปตกยังทิศตะวันออกของเมือง buffalo ในทางตรงกันข้าม ถ้าเรายิงลูกปืนใหญ่อีกลูกหนึ่งจากเมือง buffalo ไปยังเมือง Quito ลูกปืนใหญ่จะเคลื่อนตัวไป ทางใต้จากบริเวณที่มีการเคลื่อนตัวของโลกต่ำไปยังบริเวณที่มีการเคลื่อนตัวของโลกสูง ลูกกระสุนลูกนี้ ก็จะไปตกยังทิศตะวันตกของเมือง Quito (ภาพที่ 6.9)

ภาพที่ 6.9 การเบี่ยงเบนทิศทางของลูกปืนใหญ่จากผลของ Colioris effect
ที่มา Garrison (2007)

การสังเกตทิศทางการเคลื่อนตัวของลูกปืนใหญ่นี้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของผู้สังเกต จากกรณีดังกล่าว สำหรับลูกปืนใหญ่ลูกที่หนึ่งถ้าผู้สังเกตอยู่ที่เมือง Quito จะพบว่าลูกปืนจะมีทิศทางการเคลื่อนตัวเบี่ยงไป ทางขวา และลูกปืนลูกที่สองจะมีทิศทางการเคลื่อนที่เบี่ยงตัวเข้ามาทางซ้าย ซึ่งจะเป็นไปตามนี้ถ้าเรามอง การเคลื่อนตัวของวัตถุใด ๆ ที่เคลื่อนตัวในซีกโลกเหนือ แต่ถ้าผู้สังเกตอยู่ที่เมือง Buffalo แล้วมองไปทางใต้ จะพบว่าลักษณะการเคลื่อนตัวจะตรงกันข้ามกันซึ่งจะเป็นไปตามนี้ถ้าเรามองวัตถุเคลื่อนตัวในซีกโลกใต้

การเบี่ยงเบนทิศทางการเคลื่อนตัวของวัตถุบนผิวโลกอันเป็นผลมาจากการหมุนรอบตัวเองนี้จะ เรียกว่า Coriolis effect ซึ่งในทางทฤษฎีแรงที่ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวในลักษณะดังกล่าวเรียกว่า coriolis force ซึ่งจะเกี่ยวข้องกับความเร็วของวัตถุที่เคลื่อนที่บนผิวโลก (velocity of mass relative to earth’s surface), ความเร็วเชิงมุมของโลก (Angular velocity of earth) และค่า sine ของละติจูดซึ่งมีค่าเป็นศูนย์ ที่ เส้นศูนย์สูตร และมีค่าเป็น 1 ที่ขั้วโลก