La forza di Coriolis
di Claudio Cigognetti
Lezioni d'Autore
Forza di Coriolis: una dimostrazione
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Introduzione (I)
● Il passaggio dalle coordinate di un riferimento
inerziale a quelle di un sistema che ruota con
velocità angolare è associato a
un’accelerazione che agisce solo su corpi in
movimento nel sistema accelerato e dunque a
una forza apparente.
● La forza centrifuga è la più nota delle forze
apparenti, ma da sola non riesce a spiegare la
traiettoria di oggetti come quella di una palla
lanciata da un ragazzo in una giostra in
movimento osservata all’interno del sistema
rotante.
Introduzione (II)
● Un oggetto che si muove
radialmente, dall’esterno verso
l’interno, oltre alla consueta
forza centrifuga che lo spinge
verso l’esterno risente di una
spinta laterale (perpendicolare
sia alla velocità angolare di
rotazione che alla sua velocità
relativa); verso destra se la
rotazione è antioraria, verso
sinistra se la rotazione del disco
è oraria osservata all’interno
del sistema rotante.
Introduzione (III)
● La spiegazione intuitiva è che
i punti più interni del disco
hanno per un osservatore
esterno una velocità
tangenziale inferiore a quelli più
esterni determinando una
differenza di velocità e quindi
una componente laterale che
corrisponde all’effetto (la forza
apparente) che agisce
sull’oggetto in movimento
relativo sul disco.
La definizione della forza di Coriolis
● L’accelerazione di Coriolis, a parte il fattore
2, è il prodotto vettoriale, indicato con il
simbolo x, della velocità relativa vr per la
velocità angolare :
ac=2vrx
● La forza di Coriolis è allora semplicemente:
Fc=2mvrx2mxvr
Applicazioni della forza di Coriolis (I)
● Principali applicazioni della forza di Coriolis sono oggi legate
alla meteorologia e all’oceanografia piuttosto che alla fisica, se si
esclude il capitolo delle prove fisiche della rotazione terrestre
(deviazione verso est di un grave in caduta e pendolo di
Foucault)
Applicazioni della forza di Coriolis (II)
● Nella dinamica
atmosferica i cicloni,
che evidenziano una
rotazione dei venti
antioraria
nell’emisfero boreale
e oraria nell’emisfero
australe, sono
spiegati a partire
dalla deviazione delle
masse d’aria dovuta
alla forza di Coriolis.
Applicazioni della forza di Coriolis (III)
● Come detto, l’effetto Coriolis nel nostro emisfero
provoca una rotazione oraria per la circolazione
anticiclonica (A) e una antioraria per quella ciclonica (B).
● Nel ciclone dove le
isobare sono chiuse al
centro di minima pressione,
le velocità dei venti
possono raggiungere
grandissimi valori.
Applicazioni della forza di Coriolis (IV)
● L’esempio più
importante dal punto di
vista applicativo
dell’effetto Coriolis è la
sua utilizzazione in
strumenti costituiti da
tubi percorsi da fluidi in
movimento fatti oscillare.
Lo studio delle oscillazioni
e della risonanza
permette la misura
indipendente della
densità e della velocità
del fluido.
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FINE
