Pressure-gradient force (original) (raw)
De drukgradiëntkracht of gradiëntkracht is de kracht verantwoordelijk voor de versnelling van deeltjes lucht of water van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied in de atmosfeer of zee, waardoor wind of stroming ontstaat. De kracht werkt in tegengestelde richting van de drukgradiënt tussen hogedruk- en lagedrukgebieden en zorgt ervoor dat deze kleiner wordt en het verschil in lucht- of waterdruk minder.
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| dbo:abstract | Les forces bàriques o de pressió són produïdes per diferències en la pressió d'un fluid. En meteorologia tal fluid serà l'atmosfera. Aquestes forces actuen perpendicularment a les isòbares, línies de pressió constant, produint un gradient, el . Aquestes forces existeixen independentment de la velocitat del vent i poden fer que comencin vents horitzontals o accelerar/desaccelerar/canviar la direcció dels vents que ja existeixen. En un mapa dels temps, les isòbares més properes indiquen una força més gran. Les forces de pressió depenen de la variació de la pressió (o del gradient baromètric) de la següent manera: Essent la densitat de l'aire i el canvi de pressió en la distància , o . El signe menys es deu al fet que la força va d'altes a baixes pressions, ja que els gasos tendeixen a expandir-se anant de regions de baixa pressió cap a zones de pressió més alta. (ca) Die Gradientkraft, auch Druckgradientkraft, ist die geophysikalische Ursache für den Wind als Ausgleichsströmung der Luft zwischen einem Hoch- und einem Tiefdruckgebiet. Aufgrund eines Luftdruckgradienten (Gradient bedeutet so viel wie Gefälle), also eines Unterschiedes im Luftdruck zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet, wirkt auf die Luft entlang des Druckgefälles eine Kraft. Diese ist proportional zum Druckunterschied und nicht zum absoluten Wert des Druckes selbst. In der Folge bilden sich Ausgleichsströmungen (Winde), welche immer vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet gerichtet sind, also vom Ort des höheren zum Ort des niedrigeren Luftdruckes. Während die Luft folglich im Tiefdruckgebiet zusammenströmt (sie konvergiert), strömt sie im Hochdruckgebiet auseinander (sie divergiert). Die Gradientkraft spielt bei der Ausbildung der meisten Winde eine Rolle, z. T. zusammen mit anderen Einflüssen, die die Luftmassen in ihrer Bewegung ablenken: * Euler-Wind: nur Gradientkraft * geostrophischer Wind: Gradientkraft und Corioliskraft * zyklostrophischer Wind: Gradientkraft und Zentrifugalkraft * Gradientwind: Gradientkraft, Corioliskraft und Zentrifugalkraft. Die Corioliskraft wirkt: * auf der Nordhalbkugel rechtsablenkend, so dass sich die Luft stets rechtsherum (im Uhrzeigersinn – also im mathematisch negativen Sinn) aus dem Hoch „herausdreht“ und linksherum (gegen den Uhrzeigersinn – also im mathematisch positiven Sinn) in das Tief „hineindreht“. * auf der Südhalbkugel linksablenkend, und die Luft rotiert entsprechend andersherum um die Druckgebiete. Zusätzliche Einflüsse auf die Herausbildung realer Winde sind Bodenreibung und topographisch bedingte Faktoren. (de) Las fuerzas báricas o de presión son producidas por diferencias en la presión de un fluido. En meteorología dicho fluido será la atmósfera. Estas fuerzas actúan perpendicularmente a las isobaras, líneas de presión constante, produciendo un gradiente, el gradiente barométrico. Estas fuerzas existen independientemente de la velocidad del viento y pueden hacer que comiencen vientos horizontales o acelerar/decelerar/cambiar la dirección de vientos ya existentes. En un mapa del tiempo, las isobaras más cercanas indican una fuerza mayor. Las fuerzas de presión dependen de la variación en la presión (o del gradiente barométrico) de la siguiente manera: Siendo la densidad del aire y el cambio de presión en la distancia , o . El signo menos se debe a que la fuerza va de altas a bajas presiones, ya que los gases tienden a expandirse yendo de regiones de alta presión hacia zonas de presión más baja. (es) In fluid mechanics, the pressure-gradient force is the force that results when there is a difference in pressure across a surface. In general, a pressure is a force per unit area, across a surface. A difference in pressure across a surface then implies a difference in force, which can result in an acceleration according to Newton's second law of motion, if there is no additional force to balance it. The resulting force is always directed from the region of higher-pressure to the region of lower-pressure. When a fluid is in an equilibrium state (i.e. there are no net forces, and no acceleration), the system is referred to as being in hydrostatic equilibrium. In the case of atmospheres, the pressure-gradient force is balanced by the gravitational force, maintaining hydrostatic equilibrium. In Earth's atmosphere, for example, air pressure decreases at altitudes above Earth's surface, thus providing a pressure-gradient force which counteracts the force of gravity on the atmosphere. (en) La forza di gradiente è una forza generata dalla differenza di pressione attraverso una superficie: date due regioni a pressione differente in un mezzo, tale differenza genera un'accelerazione dal punto di pressione più alta a quello di pressione più bassa. L'accelerazione è diversa da zero in accordo con la seconda legge di Newton, se non ci sono altre forze addizionali che la bilanciano. In un fluido in cui la forza risultante è nulla, il sistema si dice in equilibrio idrostatico. Nel caso dell'atmosfera, tale equilibrio è ottenuto dal bilanciamento fra la forza di gravità e la forza di gradiente. Ad esempio nell'atmosfera terrestre la pressione dell'aria decresce all'aumentare dell'altezza rispetto alla superficie terrestre: si genera così una forza di gradiente che contrasta l'attrazione gravitazionale del pianeta sull'atmosfera. (it) De drukgradiëntkracht of gradiëntkracht is de kracht verantwoordelijk voor de versnelling van deeltjes lucht of water van een hogedrukgebied naar een lagedrukgebied in de atmosfeer of zee, waardoor wind of stroming ontstaat. De kracht werkt in tegengestelde richting van de drukgradiënt tussen hogedruk- en lagedrukgebieden en zorgt ervoor dat deze kleiner wordt en het verschil in lucht- of waterdruk minder. (nl) 気圧傾度力（きあつけいどりょく）とは、大気中において気圧の差によって生じる力のこと。 気象学では一般的に「風は気圧傾度力によって起こる」と説明されるように、気圧傾度力が風の原動力となる。 (ja) Siła gradientu ciśnienia – siła działająca na objętość płynu gdy występuje różnica ciśnienia na powierzchni elementu płynu. W dynamice płynów rozważa się siły działające na niewielką porcję płynu zwaną cząstką próbną. Zachowanie płynu opisują Równania Naviera-Stokesa, będące wyrażeniem zasad zachowania pędu z użyciem równań różniczkowych. Ciśnienie wywiera nacisk na ścianki cząstki próbnej. Płyn dozna oddziaływania siły wypadkowej tylko wówczas, gdy ciśnienia na przeciwległych powierzchniach nie będą równe. Siła pochodzącą od różnicy ciśnienia przypadająca na jednostkę masy płynu, określa zależność: W jednowymiarowym układzie współrzędnych wzór powyższy można zapisać w postaci: gdzie: – przyspieszenie cząstki próbnej, – siła gradientu ciśnienia, – ciśnienie, – gęstość powietrza. Określenie siła gradientu ciśnienia jest przenoszone z dynamiki cząstki próbnej na opis zachowania się dużych mas powietrz i wody gdy opisuje się działanie na płyn różnicy ciśnienia. Pod nieobecność innych sił, nadaje cząstce przyspieszenie w tym kierunku powodując zmianę wartości bądź kierunku prędkości mas powietrza lub wody. Gradient ciśnienia jest czynnikiem zewnętrznym, działaniem ścian lub innych cząstek próbnych na daną cząstkę próbną, powodującym zmianę ruchu płynu. Inne czynniki m.in. grawitacja, lepkość, siły pozorne takie jak siła Coriolisa są siłami wewnętrznymi cząstki próbnej. W meteorologii gradient ciśnienia może być horyzontalny, co powoduje przyspieszenie horyzontalne lub pionowy. W atmosferze typowe przyspieszenia pionowe są małe, z wyjątkiem przypadków burz. (pl) A força de gradiente de pressão é a principal causa dos ventos. Surge como resultado da diferença de pressão atmosférica de uma região para outra: o ar em regiões onde a pressão é mais alta flue para regiões onde a pressão é mais baixa. A intensidade desta força será maior quanto maior for a diferença de pressão atmosférica e menor a distância entre duas regiões. Uma parcela de ar situada em uma região de onde existe força de gradiente de pressão será acelerada e ganhará velocidade a medida em que se aproxima da região de baixa pressão atmosférica, resultando em vento. A intensidade do vento é proporcional à diferença de pressão atmosférica entre uma região e outra, e inversamente proporcional à distância que separa estas regiões. Se a parcela de ar encontra-se em uma região onde a força de gradiente de pressão é intensa, será fortemente acelerada e terá grandes velocidades ao se aproximar da região de baixa pressão atmosférica. Por outro lado, se a parcela de ar estiver situada onde a força de gradiente de pressão não for tão intensa, mas estiver atuando por longas distâncias, o vento também terá uma velocidade alta quando se aproximar da região de baixa pressão. Em meteorologia, é uma das variáveis de maior importância, não sendo possível a elaboração de uma previsão do tempo desconhecendo a intensidade e o local de ação e o comportamento em um futuro imediato da força de gradiente de pressão. Várias entidades meteorológicas, como ciclones, sistemas frontais, entre outros, estão intimamente ligados à força de gradiente de pressão. A intensidade da força de gradiente de pressão é dada por: Onde é a força de gradiente de pressão, é o volume da parcela de ar em estudo e é o vetor gradiente de pressão, que é igual a , sendo que são as derivadas parciais ou as taxas de variação da pressão atmosférica ao longo dos eixos cartesianos x, y e z, e os versores canônicos do sistema cartesiano de coordenadas. Em meteorologia, a aceleração de gradiente de pressão tem mais significado do que a própria força de gradiente de pressão, pois utiliza a densidade do ar, bastante conhecida, em vez do volume da parcela de ar em questão, que pode ser arbitrário. A aceleração de gradiente de pressão pode ser obtida a partir da segunda lei de Newton, e é dada por: onde é a aceleração de gradiente de pressão e é a densidade do ar. O vetor gradiente de pressão naturalmente aponta para onde a taxa de variação é a maior. Sendo assim, o vento flui na mesma direção do vetor, que é perpendicular às curvas de nível (isóbaras) da pressão atmosférica. Entretanto, outras forças desviam o fluxo de ar da direção do vetor de gradiente de pressão, como as forças inerciais de Coriolis e centrífuga. A força de Coriolis é o pelo movimento rotacional de ciclones e anticiclones, por exemplo. (pt) 壓強梯度力（英语：Pressure-gradient force）事實上並不是真正意義上的“力”，它其實是由于氣壓不同而產生的空氣加速度(即單位質量所受的力)。它是产生從高氣壓區向低氣壓區的空氣加速度的原因，產生風。在氣象學中, 分为水平气压梯度力和垂直气压梯度力。 气压梯度力是向量，其大小决定于气压梯度和空气的密度。方向垂直于等压面并由高气压指向低气压方向。 (zh) |
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Aquestes forces existeixen independentment de la velocitat del vent i poden fer que comencin vents horitzontals o accelerar/desaccelerar/canviar la direcció dels vents que ja existeixen. En un mapa dels temps, les isòbares més properes indiquen una força més gran. Les forces de pressió depenen de la variació de la pressió (o del gradient baromètric) de la següent manera: (ca) Die Gradientkraft, auch Druckgradientkraft, ist die geophysikalische Ursache für den Wind als Ausgleichsströmung der Luft zwischen einem Hoch- und einem Tiefdruckgebiet. Aufgrund eines Luftdruckgradienten (Gradient bedeutet so viel wie Gefälle), also eines Unterschiedes im Luftdruck zwischen Hoch- und Tiefdruckgebiet, wirkt auf die Luft entlang des Druckgefälles eine Kraft. Diese ist proportional zum Druckunterschied und nicht zum absoluten Wert des Druckes selbst. In der Folge bilden sich Ausgleichsströmungen (Winde), welche immer vom Hoch- zum Tiefdruckgebiet gerichtet sind, also vom Ort des höheren zum Ort des niedrigeren Luftdruckes. Während die Luft folglich im Tiefdruckgebiet zusammenströmt (sie konvergiert), strömt sie im Hochdruckgebiet auseinander (sie divergiert). (de) Las fuerzas báricas o de presión son producidas por diferencias en la presión de un fluido. En meteorología dicho fluido será la atmósfera. Estas fuerzas actúan perpendicularmente a las isobaras, líneas de presión constante, produciendo un gradiente, el gradiente barométrico. Estas fuerzas existen independientemente de la velocidad del viento y pueden hacer que comiencen vientos horizontales o acelerar/decelerar/cambiar la dirección de vientos ya existentes. En un mapa del tiempo, las isobaras más cercanas indican una fuerza mayor. Las fuerzas de presión dependen de la variación en la presión (o del gradiente barométrico) de la siguiente manera: (es) In fluid mechanics, the pressure-gradient force is the force that results when there is a difference in pressure across a surface. In general, a pressure is a force per unit area, across a surface. A difference in pressure across a surface then implies a difference in force, which can result in an acceleration according to Newton's second law of motion, if there is no additional force to balance it. The resulting force is always directed from the region of higher-pressure to the region of lower-pressure. When a fluid is in an equilibrium state (i.e. there are no net forces, and no acceleration), the system is referred to as being in hydrostatic equilibrium. In the case of atmospheres, the pressure-gradient force is balanced by the gravitational force, maintaining hydrostatic equilibrium. I (en) La forza di gradiente è una forza generata dalla differenza di pressione attraverso una superficie: date due regioni a pressione differente in un mezzo, tale differenza genera un'accelerazione dal punto di pressione più alta a quello di pressione più bassa. L'accelerazione è diversa da zero in accordo con la seconda legge di Newton, se non ci sono altre forze addizionali che la bilanciano. (it) Siła gradientu ciśnienia – siła działająca na objętość płynu gdy występuje różnica ciśnienia na powierzchni elementu płynu. W dynamice płynów rozważa się siły działające na niewielką porcję płynu zwaną cząstką próbną. Zachowanie płynu opisują Równania Naviera-Stokesa, będące wyrażeniem zasad zachowania pędu z użyciem równań różniczkowych. Ciśnienie wywiera nacisk na ścianki cząstki próbnej. Płyn dozna oddziaływania siły wypadkowej tylko wówczas, gdy ciśnienia na przeciwległych powierzchniach nie będą równe. 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