Мельник В.Н., Карачун В.В., Заровный Я.О., Колесник М.М.

Национальный технический университет Украины «КПИ»

ГОБИЙСКАЯ ОПАСНОСТЬ ДЛЯ ПЕКИНА

С проявлениями гироскопического эффекта человеку приходится сталкиваться в повседневной жизни столь часто, что во многих случаях на него не обращают внимания. Например, вряд ли кто-нибудь задумывается над тем, почему при езде на мотоцикле (либо велосипеде) человек инстинктивно смещает тело в сторону желаемого поворота. Поведение переднего колеса, имеющего две степени свободы – относительно оси собственного вращения и относительно рамы велосипеда – имеет ту особенность, что принудительное изменение положения его оси, приводит к повороту велосипеда в требуемом направлении. Описанный эффект наиболее убедителен при езде, когда руки убраны с руля. Степень проявления этого явления находится в прямой зависимости от скорости движения. Чем выше скорость, тем существенней проявление гироскопического эффекта. По сути дела, имеет место прямая стабилизация объекта.

Примеров проявления гироскопической реакции существует много. Но не все они, к сожалению, выполняют положительную роль. Так, на всех подвижных объектах с турбовинтовым обеспечением имеет место опасность гироскопических проявлений. Широко знаком факт интенсивного износа одного из рельсов на прямолинейном участке пути. Наконец, размыв правого берега рек в северном полушарии, текущих в направлении линии меридиана, известный в географии как эффект Бэра.

Гироскопический эффект оказывает свое влияние также на направление ветров и морских течений. Исходя из природы этого явления, строится схема, поясняющая происхождение пассатов и, как, следствие, образование экваториального движения воздушных масс, влияющего на структуру теплых и холодных течений.

С этих же позиций можно объяснить поступательное движение песков пустыни Гоби на столицу Китайской Народной Республики – г. Пекин – с вытекающими отсюда социологическими проблемами.

Известно, что вблизи экватора Солнце прогревает земную поверхность и окружающую ее воздушную оболочку значительно интенсивнее, чем на высоких широтах. Массы воздуха на экваторе и низких северных широтах (включая пески пустыни Гоби), достаточно хорошо прогретые, устремляются ввысь со скоростью (рис. 1, тонкие стрелки), а им на смену со скоростью поступают холодные потоки воздуха высоких широт (рис. 1, толстые стрелки), порождая постоянные ветры, дующие к экватору со скоростью около 7 м с^-1 вдоль линии меридиана. Они служат причиной перемещения барханов к югу.

С другой стороны, массы воздуха и песка, участвуя в суточном движении Земли и увлекаемые ею, будут испытывать ускорение Кориолиса [1, 2]

(1)

и, соответственно, сил инерции Кориолиса

; (2)

(3)

,

где m – масса воздушного потока; V – скорость движения холодных северных масс к югу; - широта места (для Пекина ); - угловая скорость суточного вращения Земли.

Силы инерции Кориолиса приведут к еще одной составляющей движения песка и ветра – вдоль параллели, на Запад.

Раскрыв механизм перемещения к Югу песков пустыни Гоби, можно обоснованно выбирать тот, или иной, путь технической реализации средств борьбы с этим явлением. Здесь открывается масса возможностей воплощения идей – пассивные методы, активные, компенсационные. Выбор каждого из методов обусловлен конкретными возможностями, прежде всего финансовыми. Вообще говоря, решение этой проблемы возможно только на государственном уровне.

Литература:

1. Павловський М.А. Теоретична механіка: Навчальне видання. – К.: Техніка, 2002. – 510 с.

2. Ишлинский А.Ю. Механика: идеи, задачи, приложения. – М.: Наука, 1985. – 624 с.