안녕하세요. 이용준 전문가입니다.
전향력은 회전하는 계(system)에서 운동하는 물체에 작용하는 가상의 힘입니다. 코리올리가 발견하였기에 '코리올리의 힘'이라고도 합니다. 지구가 구형이므로 전향력을 이해하기 위해서는 극의 상공에서 바라본 모습으로 이해하는 것이 편할 겁니다. 예를 들어 북반구에서의 운동은 북극의 상공에서 내려다 본 모습을 가정하면 됩니다. 지구는 서에서 동으로 자전하므로 북극의 상공에서 본다면 지구는 시계 반대 방향으로 회전하는 원판이 됩니다. 이 상태에서 물체가 원판의 운동과 관계 없이 직선 운동을 한다면 물체의 궤적은 목적지에 대해 시계 방향, 즉 오른쪽으로 치우치게 됩니다. 물체의 운동 방향이 바뀌기 위해서는 힘이 작용해야 하지만 실제로 힘은 작용하지 않고 운동이 일어나는 계(system)이 회전함에 따라 나타나는 운동 방향의 변화입니다. 이렇기에 가상의 힘이라고 한 것입니다. 남반구에서는 원판이 시계 방향으로 회전하는 상황이므로 물체는 처음 진행 방향에 대해 시계 반대 방향, 즉 왼쪽으로 치우치는 것처럼 보입니다. 전향력이 작용하지 않는 경우는 적도를 따라 움직이는 경우 밖에 없습니다. 전향력의 크기를 물체의 속도와 위도의 sin값을 곱한 형태입니다. 따라서 고위도로 갈수록 전향력의 크기는 커집니다.
가장 좋은 실험은 회전하는 원판을 만든 후 천천히 회전시키면서 직선을 그어보는 것입니다. 회전 방향에 따라 휘어지는 방향이 달라지는 것을 알 수 있습니다. 회전 중심에서 바깥쪽으로, 즉 고위도에서 저위도로 선을 긋거나 반대로 저위도에서 고위도로 선을 그어도 같은 결과가 나옴을 알 수 있을 겁니다. 또한 위도와 나란한 형태로, 즉 회전과는 무관하게 직선을 그어도 휘는 방향이 같음을 알 수 있습니다.
도움이 되셨기를 바랍니다. 감사합니다.