Qué es la fuerza de Coriolis?

Un objeto, al desplazarse sobre cualquier sistema que rota sufre una aceleración adicional producida por una "fuerza" perpendicular al movimiento. El resultado que provoca esta "fuerza-aceleración" al objeto es una desviación de su recorrido que da lugar a una trayectoria curva. Esta "fuerza" es la Fuerza de Coriolis. Ella "se siente" pero en realidad NO es una FUERZA REAL ya que no efectúa trabajo. Esta "fuerza" produce una aceleración sobre los objetos que se mueven en un sistema en rotación. Por ejemplo, sobre los aviones que viajan de uno a otro lugar de la Tierra, sobre un misil arrojado desde algún lugar, sobre el aire de la atmósfera y el agua de los océanos inclusive.

Por qué sucede esto? Tomemos el caso simple de un avión que parte desde, digamos, Tierra del Fuego para ir a Buenos Aires. El avión parte, "despegándose" de la Tierra y comienza a viajar hacia el norte, en dirección a Buenos Aires. Pero, mientras el avión viaja, la Tierra sigue rotando por abajo (de oeste a este). Si el piloto no compensa ese movimiento, llegará a algún punto al oeste (izquierda) de Buenos Aires y tendrá la sensación de que una "fuerza" ha actuado sobre el avión "desviándolo" hacia la izquierda. Sin embargo, es claro que no hubo tal fuerza, sino que todo es el resultado de mirar las cosas en un sistema rotante.

Así, la fuerza de Coriolis en el Hemisferio Sur es tal que produce desviaciones hacia la izquierda de los movimientos.

En el Hemisferio norte, todo sucede como "en espejo" y la sensación es que la desviación es hacia la derecha.

Este proceso está ilustrado en las imágenes a continuación para el hemisferio norte:

Las imágenes a continuación corresponden al hemisferio sur:

 

En el caso particular del océano, por ejemplo, este efecto hace que las corrientes forzadas por el viento no sean paralelas al viento, sino que formen un ángulo con el mismo. También explica que los icebergs tengan una trayectoria hacia la derecha o a la izquierda (dependiendo del hemisferio) de la dirección del viento que los impulsa.

Uno podría peguntarse todos los objetos sufren este desplazamiento? La respuesta es NO. La Fuerza de Coriolis generada por la rotación terrestre requiere de un cierto tiempo o de una cierta distancia recorrida para que su efecto sea evidente. Depende de la velocidad con que gira la Tierra y de la latitud en la cual se halle el objeto. Esta fuerza no produce ningún desvío cerca del ecuador. Los cuerpos que recorren distancias pequeñas y que se mueven muy rápido no "sienten" el efecto de esta fuerza. Si así lo fuera sería muy difícil jugar al basket o al fútbol !

Por lo tanto el mito del desagote de la bañera, pileta, lavabo e inodoro en distintos sentidos según el hemisferio es FALSO. Para cualquier cuerpo que gire más rápido que la velocidad con que gira la Tierra el efecto de la Fuerza de Coriolis será despreciable. O sea que tampoco es el responsable de los remolinos de tierra que se observan en el camino.

Los torbellinos producidos en el desagote de los recipientes son muy rápidos y el sentido de giro depende entre otras cosas del tipo de cañería, la forma del objeto, el punto en el cual se aplicó la fuerza para sacar el tapón y de la combinación de todos ellos. Podés probarlo vos en tu casa, impulsando el agua de la pileta en uno u otro sentido cuando sacás el tapón.

Esta fuerza recibe su nombre de Gaspard Gustav Coriolis. El fue un matemático e ingeniero francés que en 1835 expresó que todo sistema en rotación ejerce sobre cualquier objeto que se desplace sobre él una fuerza perpendicular a la dirección de su movimiento torciendo su trayectoria.

El efecto Coriolis, descrito en 1835 por el científico francés Gaspard-Gustave Coriolis, es el efecto que se observa en un sistema de referencia en rotación (y por tanto no inercial) cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto de dicho sistema de referencia. Este efecto consiste en la existencia de una aceleración relativa del cuerpo en dicho el sistema en rotación. Esta aceleración es siempre perpendicular al eje de rotación del sistema y a la velocidad del cuerpo.

El efecto Coriolis hace que un objeto que se mueve sobre el radio de un disco en rotación tienda a acelerarse con respecto a ese disco según si el movimiento es hacia el eje de giro o alejándose de éste. Por el mismo principio, en el caso de una esfera en rotación, el movimiento de un objeto sobre los meridianos también presenta este efecto, ya que dicho movimiento reduce o incrementa la distancia respecto al eje de giro de la esfera.

Debido a que el objeto sufre una aceleración desde el punto de vista del observador en rotación, es como si para éste existiera una fuerza sobre el objeto que lo acelera. A esta fuerza se la llama fuerza de Coriolis, y no es una fuerza real en el sentido de que no hay nada que la produzca. Se trata pues de una fuerza inercial o ficticia, que se introduce para explicar, desde el punto de vista del sistema en rotación, la aceleración del cuerpo, cuyo origen está en realidad, en el hecho de que el sistema de observación está rotando.

Un ejemplo canónico de efecto Coriolis es el experimento imaginario en el que disparamos un obús desde el Ecuador en dirección norte. El cañón está girando con la tierra hacia el este y, por tanto, imprime al obús esa velocidad (además de la velocidad hacia adelante de la carga de impulsión). Al viajar el obús hacia el norte, sobrevuela puntos de la tierra cuya velocidad líneal hacia el este va disminuyendo con la latitud creciente. La inercia del obús hacia el este hace que su velocidad angular aumente y que, por tanto, adelante a los puntos que sobrevuela. Si el vuelo es suficientemente largo (ver cálculos al final del artículo), el obús caerá en un meridiano situado al este de aquél desde el cual se disparó, a pesar de que la dirección del disparo fue exactamente hacia el norte. Análogamente, una masa de aire que se desplace hacia el este sobre el ecuador aumentará su velocidad de giro con respecto al suelo en caso de que su latitud disminuya. Finalmente, el efecto Coriolis, al actuar sobre masas de aire (o agua) en latitudes intermedias, induce un giro al desviar hacia el este o hacia el oeste las partes de esa masa que ganen o pierdan latitud de forma parecida a como gira la bolita del ejemplo.

La fuerza de Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un cuerpo está en movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe su movimiento en ese referencial. La fuerza de Coriolis es diferente de la fuerza centrífuga. La fuerza de Coriolis siempre es perpendicular a la dirección del eje de rotación del sistema y a la dirección del movimiento del cuerpo vista desde el sistema en rotación. La fuerza de Coriolis tiene dos componentes:

• una componente tangencial, debido a la componente radial del movimiento del cuerpo, y

• una componente radial, debido a la componente tangencial del movimiento del cuerpo.

La componente del movimiento del cuerpo paralela al eje de rotación no engendra fuerza de Coriolis.

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