Alessandro,
provo a soddisfare la tua curiosità con la speranza di riuscirci.
La forza del Coriolis non è solo responsabile della maggior erosione delle sponde destre dei fiumi ma anche, ad esempio, della maggior usura delle verghe di destra dei binari dei treni, della deviazione dalla traiettoria originaria di proiettili e missili, della deviazione dei venti e delle masse d’aria e quindi responsabile della circolazione dei cicloni e degli uragani. Ragionando nell’emisfero Nord, se una massa si sposta da Ovest verso Est essa subisce uno spostamento verso Sud, se la massa si sposta da Est verso Ovest subisce, invece, uno spostamento verso Nord. Lo stesso ragionamento vale per masse che si spostano Sud-Nord che vengono spostate verso Est, e masse che si spostano Nord-Sud che vengono spostate verso Ovest.
ATTENZIONE ! nell’emisfero Sud le cose sono completamente invertite.
Durante la prima guerra mondiale, nella battaglia delle Falkland, la marina britannica dovette constatare che le granate sparate dalle sue cannoniere cadevano oltre 100 metri dal bersaglio stabilito. Dopo diversi insuccessi, i responsabili di tiro, si accorsero che le tavole di tiro erano state compilate per l’emisfero Nord, ma le Falkland si trovano nell’emisfero Sud e le correzioni da apportare, proprio per tenere conto della forza del Coriolis, avrebbero dovuto essere di segno opposto.
La forza del Coriolis è , come di dice, una forza apparente o fittizia, da questo punto di vista le fanno compagnia altre due forze apparenti o fittizie che sono la “forza d’inerzia” e la ”forza centrifuga” . L’ aggettivo “fittizia” o “apparente” se piace di più, significa che la forza dipende dal sistema di riferimento. Noi abbiamo a che fare con due tipi di sistemi di riferimento; i sistemi di riferimento inerziali, cioè quelli per i quali vale la legge d’inerzia, o sono fermi o sono dotati di moto rettilineo uniforme e i sistemi di riferimento non inerziali, cioè quelli per cui non vale la legge d’inerzia che sono dotati di moto accelerato.
Nel nostro caso il sistema di riferimento inerziale sono le stelle fisse, mentre la Terra è il sistema di riferimento non inerziale. Un osservatore solidale con le stelle fisse non percepisce l’azione della forza fittizia, mentre un osservatore solidale con la terra,si.
La terra ruota uniformemente con velocità angolare “Omega”, in seguito la chiamerò “B”, rispetto al sistema inerziale. Prendiamo una particella che si muove sulla Terra in quanto soggetta ad una forza F , chiamiamo R il raggio vettore che punta l’origine del riferimento terrestre alla particella considerata. Per la cinematica dei corpi rigidi, possiamo scrivere :
Vs = Vr + BxR
Dove : Vs è la velocità della particella rispetto al sistema di riferimento fisso o inerziale.
Vr è la velocità della particella rispetto al sistema di riferimento ruotante, la Terra.
X sta per “prodotto vettoriale”
B velocità di rotazione del sistema non inerziale.
R raggio vettore.
Derivando rispetto al tempo l’espressione di cui sopra, tralascio ovviamente i passaggi, si ha l’accelerazione
As = Ar + 2BxVr + BxBxR
BxVr e BxR devono essere intesi racchiusi tra parentesi.
Nel sistema inerziale l’equazione del moto della particella ha la forma F = mAs
Sostituendo ad As l’espressione sopra scritta si ricava l’equazione del moto rispetto al sistema di riferimento in rotazione, cioè non inerziale, che prende la forma :
F – 2mBxVr – mBxBxR = mAr
Anche in questa espressione BxVr e BxR devono essere intesi racchiusi tra parentesi.
Conseguenza di questo fatto, per un osservatore solidale con il sistema di riferimento ruotante, tutto avviene come se la particella fosse soggetta ad una forza efficace
Feff = F – 2mBxVr – mBxBxR
Analizzando questa espressione si nota che il termine 2mBxVr è la forza del Coriolis, mentre il termine mxBxBxR non è altro, sorpresa delle sorprese, la forza centrifuga.
Spero di essere stato abbastanza chiaro.
Saluti / Ridolfi
