Forza di Coriolis sulla Terra

Forza di Coriolis sulla Terra. La forza di Coriolis è una forza apparente che appare in un sistema di riferimento rotante, come la Terra. Nasce dalla trasformazione della seconda legge di Newton in un sistema di coordinate che ruota con velocità angolare Ω. In forma vettoriale l'accelerazione a′ osservata nel sistema di riferimento rotante è data da a′ = a − Ω × (Ω × r) − 2Ω × v′ − dΩ/dt × r, dove il termine −2Ω × v′ rappresenta l'accelerazione di Coriolis. Per gli oggetti che si muovono su una sfera, questo si riduce a una magnitudo aC = 2vΩsinφ, con v la velocità dell'oggetto rispetto alla superficie terrestre e φ la latitudine. Il segno del prodotto incrociato impone che, nell'emisfero settentrionale, il movimento verso ovest sia deviato a destra, mentre nell'emisfero meridionale sia deviato a sinistra; l'inversione del segno si verifica se ci si sposta verso est rispetto a ovest.

Contesto teorico

L’evidenza empirica dell’effetto Coriolis è abbondante. I modelli di circolazione atmosferica su larga scala, come gli alisei, le correnti a getto e i cicloni alle medie latitudini, dimostrano la rotazione sistematica indotta dalla forza; la rotazione delle tempeste cicloniche nell'emisfero settentrionale è in senso orario, opposto alla rotazione in senso antiorario delle loro controparti meridionali, in linea con la dipendenza del seno di latitudine nel termine di Coriolis. I vortici oceanici, caratterizzati dal loro movimento prevalente lungo le coste – in senso orario attorno al Nord Atlantico e in senso antiorario attorno al Pacifico meridionale – rivelano lo stesso fenomeno sottomarino. Esperimenti di laboratorio controllati, tra i più famosi il pendolo di Foucault e i serbatoi d'acqua rotanti, visualizzano direttamente la deflessione: il piano di oscillazione ruota di circa 0,5° all'ora, corrispondendo alla velocità di rotazione della Terra. Nei casi di insegnamento e risoluzione dei problemi, l'accelerazione di Coriolis viene utilizzata per calcolare la deriva nella traiettoria dell'artiglieria, il percorso delle mongolfiere e la direzione dei jet, rendendola una componente indispensabile di una guida fisica focalizzata sui sistemi rotanti.