Fuerza de Coriolis en la Tierra

Fuerza de Coriolis en la Tierra. La fuerza de Coriolis es una fuerza aparente que aparece en un sistema de referencia giratorio, como la Tierra. Surge de la transformación de la segunda ley de Newton en un sistema de coordenadas que gira con velocidad angular Ω. En forma vectorial, la aceleración a′ observada en el marco giratorio viene dada por a′ = a − Ω × (Ω × r) − 2Ω × v′ − dΩ/dt × r, donde el término −2Ω × v′ representa la aceleración de Coriolis. Para objetos que se mueven sobre una esfera, esto se reduce a una magnitud aC = 2vΩsinφ, donde v es la velocidad del objeto en relación con la superficie de la Tierra y φ la latitud. El signo del producto vectorial dicta que, en el hemisferio norte, el movimiento hacia el oeste se desvía hacia la derecha, mientras que en el hemisferio sur se desvía hacia la izquierda; La inversión del signo ocurre si se mueve hacia el este versus el oeste.

Contexto teórico

La evidencia empírica del efecto Coriolis es abundante. Los patrones de circulación atmosférica a gran escala, como los vientos alisios, las corrientes en chorro y los ciclones de latitudes medias, demuestran el giro sistemático inducido por la fuerza; La rotación de las tormentas ciclónicas en el hemisferio norte es en el sentido de las agujas del reloj, en contraposición a la rotación en sentido antihorario de sus contrapartes del sur, en consonancia con la dependencia del seno de latitud en el término de Coriolis. Los giros oceánicos, caracterizados por su movimiento predominante a lo largo de las costas (en el sentido de las agujas del reloj alrededor del Atlántico Norte y en el sentido contrario a las agujas del reloj alrededor del Pacífico Sur) revelan el mismo fenómeno submarino. Los experimentos de laboratorio controlados, los más famosos el péndulo de Foucault y los tanques de agua giratorios, visualizan directamente la desviación: el plano de oscilación gira aproximadamente 0,5° por hora, igualando la velocidad de rotación de la Tierra. En casos de enseñanza y resolución de problemas, la aceleración de Coriolis se utiliza para calcular la deriva en la trayectoria de la artillería, la trayectoria de los globos aerostáticos y la dirección de los aviones, lo que la convierte en un componente indispensable de una guía de física centrada en sistemas giratorios.