Efeito Coriolis

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Foi descoberto pelo engenheiro e matemático francês Gustave-Gaspard Coriolis em 1835. Aqui procura-se dar uma idéia com um mínimo de formulação matemática.

Supõe-se que um projétil é lançado, na direção norte, a partir de um ponto O na linha do equador (não há necessidade de ser na linha do equador. É apenas para maior clareza). A inclinação vertical do lançador e a velocidade inicial são tais que o projétil deve atingir um alvo A na direção norte.

Em primeiro lugar, considera-se a Terra estática, sem rotação. Neste caso, o projétil atinge o alvo A após percorrer uma trajetória parabólica em um determinado intervalo de tempo Δt, como pode ser deduzido das equações do movimento de Newton (desprezando a resistência do ar).

Mas a Terra gira e, para um observador estacionário fora da mesma, após o intervalo Δt o alvo A está em A'. E alguém pode imaginar: ora, o projétil está na mesma rotação da Terra e, assim, não há problema. Ele deve atingir o alvo A em sua nova posição (A'). Mas isso não ocorre. O projétil atinge um ponto P um pouco a leste de A'.

Fig 01

Na figura, ω é a velocidade angular da Terra, R o raio de rotação do ponto inicial O e r, o raio do alvo A.

Quando o projétil é lançado, a sua velocidade tangencial é

V = ω R.

E ela é mantida pois não mais está ligado à Terra. Mas a velocidade tangencial do alvo A é

v = ω r.

Esta última é menor que V pois r < R.

Assim, depois do intervalo Δt, o projétil percorre uma trajetória tangencial maior que a do alvo e, portanto, atinge o solo em um ponto P conforme figura.

Notar que, rigorosamente, não há desvio de trajetória do projétil. Ocorre apenas porque na Terra o nosso sistema de coordenadas gira com a mesma. E o desvio pode ser visto como o resultado de uma força ou aceleração atuante no projétil. Por isso, às vezes é chamado de força ou aceleração de Coriolis.

E o efeito Coriolis afeta o quê? Bem, a velocidade angular da Terra é bastante baixa

ω ≈ 7,3 10⁻⁵ rad/s.

Portanto, é lógico supor que apenas coisas de longa distância são significativamente afetadas. Exemplo: a rota de um avião, a trajetória de um míssil de longo alcance, etc.

Se o caso for analisado com movimento em direção oposta à da figura e também para o hemisfério sul, poderá ser deduzido que, no hemisfério norte, o desvio se dá para a direita da direção do movimento e o contrário no hemisfério sul. Isso tem implicação na formação de furacões. No hemisfério norte a espiral tem sentido anti-horário e no sul, sentido horário.

E o redemoinho do escoamento da água pelo ralo de uma pia segue a mesma regra dos furacões? Algumas vezes isso é dado como exemplo do efeito de Coriolis. Mas deve ser visto com bastante reserva. Conforme já dito, o efeito é significativo apenas para grandes distâncias. Uma pia comum é muito pequena para algo relevante. Outros fatores devem ser mais determinantes para o sentido do escoamento: vibrações, irregularidades e assimetrias geométricas da pia, gradientes de temperatura, correntes de convecção, etc.

Certa vez, o autor do site viu uma reportagem sobre uma demonstração para turistas em uma cidade africana situada sobre o equador. O demonstrador levava a pia para um e outro lado e afirmava que o sentido mudava devido ao efeito Coriolis. É provavelmente algo forjado. Certamente poderá ser constatado se a pia tiver o tamanho de um pequeno oceano.