Многие учённые задавались вопросом: почему реки, русла которых пролегают по меридиану, в Северном полушарии Земного шара подмывают правый берег, а в Южном полушарии – левый, независимо от того, в каком направлении течёт река : с севера на юг или с юга на север. Проще говоря реки Северного полушария, текущие с юга на север, подмывают восточный берег, а текущие с севера на юг — западный, причем подмываемые берега — высокие, даже скалистые; а противоположные — низкие, равнинные.
Но только знаменитому русскому академику Бэру удалось найти для этого явления объяснение, которое и теперь принимается еще большинством ученых. Подмывание правого берега меридионально текущими реками северного полушария и левого — реками южного полушария Бэр объясняет совокупной деятельностью вращения Земли и движения воды в реке (течения).
Попытаемся разобраться, как это происходит.
Попытка 1. Река, текущая в Северном полушарии с юга на север.
Прежде всего вспомним, что движущийся поток жидкости, который мы привыкли называть — река, вследствие вязкости жидкости в этом потоке имеет разные скорости течения: у берега — небольшая, в середине — максимальная. Для простоты рассуждения разделим общий поток жидкости на множество небольших потоков (от q1 до qn) равных по сечению как это сделано на рис. 1. Скорость движения жидкости в каждом потоке будет разная: от минимальной v1 в потоках q1 и qn до максимальной vx в потоке qx .
В момент t1 на широте Земли φ1 в потоке qx обозначим элементную частицу воды m1 . В тот же самый момент t1 на широте φ2 в потоке qx-1 обозначим элементную частицу воды m2 . Обратим внимание на то, что широта φ2 выше широты φ1, хотя следует отметить, что [|φ2|-|φ1|] →0. В следствии этого расстояние R1 от частицы m1 до оси вращения Земли будет больше, чем расстояние R2 от частицы m2 до оси вращения Земли. На этом же самом основании силы инерции, которые получают выделенные частицы от вращения Земли, также будут разными и сила инерции F1 частицы m1 будет больше, чем сила инерции F2 частицы m2 . Также следует отметить, что скорость жидкости vx в потоке qx будет больше, чем скорость жидкости vx-1 в потоке qx-1.
В какой-то момент времени t2 на широте φ3, которая выше широты φ2 , частица m1 догонит частицу m2 и они начнут взаимодействовать. В силу опять той же инерции какое-то время сила инерции F1 будет больше силы инерции F2. Учитывая, что энергии у частицы m1 больше, чем у частицы m2 вследствие разности скоростей перемещения этих частиц, энергия частицы m1 будет «подавлять» энергию частицы m2. Таким же образом буду взаимодействовать силы инерции частиц F1 и F2. Математически это будет выглядеть примерно вот так:
Но в связи с тем, что F1 что по абсолютной величине больше F2, то перед результатом F3 следует поставить знак «минус». Математически это означает, что равнодействующая сил F1 и F2, направлена в сторону, противоположно направлению этих сил. Эта сила и будет образовывать поперечное течение в движущемся потоке жидкости реки. А поперечное течение (см. рис.1, сеч. А-А) будет размывать левый (западный) берег и намывать на него ил, а также подмывать правый (восточный) берег реки и вызывать его обрушение.
Попытка 2. Река, текущая в Северном полушарии с севера на юг.
Предварительные рассуждения будут те же самые. Движущийся поток жидкости, который мы привыкли называть — река, вследствие вязкости жидкости в этом потоке имеет разные скорости течения: у берега — небольшая, в середине — максимальная. Для простоты рассуждения разделим общий поток жидкости на множество небольших потоков (от q1 до qn) равных по сечению как это сделано на рис. 2. Скорость движения жидкости в каждом потоке будет разная: от минимальной v1 в потоках q1 и qn до максимальной vx в потоке qx.
В момент t1 на широте Земли φ1 в потоке qx обозначим элементную частицу воды m1 . В тот же самый момент t1 на широте φ2 в потоке qx-1 обозначим элементную частицу воды m2 . Обратим внимание на то, что широта φ1 выше широты φ2, хотя следует отметить, что [|φ1|-|φ2|] →0. В следствии этого расстояние R1 от частицы m1
до оси вращения Земли будет меньше, чем расстояние R2 от частицы m2 до оси вращения Земли. На этом же самом основании силы инерции, которые получают выделенные частицы от вращения Земли также будут разными и сила инерции F1 частицы m1 будет меньше, чем сила инерции F2 частицы m2 . Также следует отметить, что скорость жидкости vx в потоке qx будет больше, чем скорость жидкости vx-1 в потоке qx-1.
В какой-то момент времени t2 на широте φ3, которая ниже широты φ2, частица m1 догонит частицу m2 и они начнут взаимодействовать. В силу опять той же инерции какое-то время сила инерции F2 будет больше силы инерции F1. Учитывая, что энергии у частицы m1 больше, чем у частицы m2 вследствие разности скоростей перемещения этих частиц, энергия частицы m1 будет «подавлять» энергию частицы m2. Таким же образом буду взаимодействовать силы инерции частиц F1 и F2. Математически это будет выглядеть примерно вот так:
Но в связи с тем, что F2 что по абсолютной величине больше F1, то перед результатом F3 следует поставить знак «плюс». Математически это означает, что равнодействующая сил F1 и F2, направлена в ту же сторону, что и эти силы. Эта сила и будет образовывать поперечное течение в движущемся потоке жидкости реки. А поперечное течение (см. рис.2, сеч. А-А) будет размывать левый (восточный) берег и намывать на него ил, а также подмывать правый (западный) берег реки и вызывать его обрушение.
P.S. Казалось бы, эти предположения не совсем похожи на доказательства, а какая-то смесь алгебры, геометрии и энергетики. Но, во-первых, почему-то выводы – направление поперечного течения реки – совпадают с природными. А, во-вторых, предлагаю сомневающимся людям поставить следующий опыт (см. рис. 3)
Возьмём 4-5 труб диаметром от 600мм до 1000мм и разрежем их пополам вдоль строго посредине. После этого торцы полученных полутруб сварим между собой так, чтобы получился единый жёлоб. Этот жёлоб расположим строго с севера на юг (или с юга на север) и выверим его строго по горизонтали. К торцам жёлоба приварим буферные ёмкости, которые соединим между собой трубопроводом через гидронасос. Буферные ёмкости необходимы для снижения влияния гидронасоса на получаемый поток жидкости. Заполним систему жидкостью — водой. С помощью гидронасоса устроим течение жидкости в жёлобе в ту или иную сторону, запустим в этот искусственно созданный поток воды плавающее тело и будем наблюдать за его поведением.
Кстати с помощью этого опыта можно определить величину усилия, развиваемым поперечным течением реки.[schema type=»book» name=»МОЕ ОТНОШЕНИЕ К ЗАКОНУ БЭРА.» description=»В настоящей работе с помощью простых математических средств сделана попытка обосновать закон Бэра: реки, текущие в Северном полушарии Земного Шара по меридиану, подмывают правый берег, а в Южном полушарии Земного шара — левый. А.Эйнштейн, который в 1926 году выступил с докладом «Причины образования извилин в руслах рек и так называемый закон Бэра» в Прусской академии, попытался найти объяснение этому явлению, однако до конца своими слушателями понят не был. Попытаемся исправить эту ошибку.» author=»Овсяник Михаил Васильевич» publisher=»Басаранович Екатерина» pubdate=»2016-12-07″ edition=»euroasia-science_30_22.09.2016″ ebook=»yes» ]