Aplicaciones del efecto Coriolis

 Ejemplos: 

1) La rotación de la Tierra ejerce un efecto sobre los objetos que se mueven sobre su superficie que se llama “Efecto Coriolis”.En el Hemisferio Norte este efecto curva su dirección de movimiento hacia la derecha. 

Cuando un objeto inicia un movimiento apuntando en una dirección en el Hemisferio Norte, sea cual sea esa dirección, la trayectoria real resulta curvada hacia la derecha respecto a la dirección inicial. Esto es debido a que la Tierra gira de Oeste a Este.
Cuando se dispara con un cañón de largo alcance, en el momento de apuntar, hay que tener en cuenta este efecto. Con un cañón que alcance 40 km, el punto de impacto se desviará a la derecha de la dirección en que apuntamos. Sin ningún tipo de viento que desvíe la bala, caerá unos cuantos metros a la derecha debido a la rotación de la Tierra.

Dicen los libros que cuando se vacía el lavabo, recipiente ancho y con poco fondo, el agua se desplaza hacia el sumidero central horizontalmente y que, debido al efecto Coriolis, el agua gira en sentido contrario a las agujas del reloj en el Hemisferio Norte y justo en sentido contrario en el Sur. Compruébalo. La experiencia es difícil de realizar porque puede venir influida por rotaciones iniciales inducidas por agitación. A lo mejor compruebas que en tu lavabo no gira en ningún sentido. ¿Se deberá a que el agua se vacía muy rápido y no da tiempo a que la aceleración de Coriolis la haga rotar? ¿Se observaría el efecto con un orificio de salida menor? Investiga siempre que puedas con tus propias experiencia lo que te dicen. Busca información en la RED.

Un objeto que se mueve horizontalmente en cualquier dirección y sobre la superficie terrestre en la zona del Polo, lo hace en una dirección siempre perpendicular a la velocidad angular de la Tierra. En consecuencia, la aceleración de Coriolis (a = 2w^V) que se ejerce sobre él tiene un valor máximo a = 2W·Vsen Q, su dirección es perpendicular a V y su sentido hacia la derecha del avance del cuerpo (tiende a torcer la dirección de avance hacia la derecha). A medida que nos alejamos del Polo hacia el Ecuador la dirección y el valor de a cambia por formar el plano del horizonte y W distintos ángulos.
En el Ecuador el valor de la componente de la aceleración de Coriolis, que desvía los movimientos en la superficie hacia la derecha de su sentido de avance, es cero (para movimientos en el plano horizontal). Esto ocurre cualquiera que sea la dirección del movimiento (sólo deja de cumplirse en una dirección). En cuanto nos alejamos del Ecuador hacia el Polo Norte aparece una componente de giro hacia la derecha que va aumentando a medida que nos acercamos al Polo. 

2)

asper1Pensemos en este experimento imaginario. Estamos en el centro de una plataforma giratoria junto con un grifo que expulsa agua en horizontal por encima de nuestra cabeza, como un aspersor de riego. La plataforma gira pero nosotros no nos damos cuenta ni lo sentimos (esta muy bien engrasada). Veremos que el agua cae realizando una forma helicoidal por algun motivo “misterioso” y pensaremos que las gotas de agua deben estar sometidas a una fuerza lateral que las hace girar de esa manera. La realidad es que los que giramos somos nosotros.

Otro ejemplo: sobre la misma plataforma giratoria nos colocaremos dos amigos, uno en cada extremo. Le lanzaremos una pelota en linea recta a las manos del amigo, y sin embargo la pelota realizará una misteriosa curva en el espacio desviandose a un lado. Pensaremos que existe una fuerza que empuja a la pelota lateralmente, y sin embargo los que giramos somos nosotros.

3)

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Moraleja: la Tierra gira y nosotros giramos arrastrados con ella. Cuando lanzamos un objeto al aire (un proyectil, el mismo viento, las corrientes de agua, etc.) podemos suponer que estos objetos quedan desvinculados del arrastre de la Tierra (no del todo por motivos de rozamiento). Podemos imaginar como la Tierra gira por debajo de ellos mientras nosotros, “montados” en la Tierra, observamos como se desvian y por lo tanto pensamos que algo les empuja lateralmente. Esa fuerza no existe, es el efecto “Coriolis”.

El efecto Coriolis se observa en los proyectiles balisticos que se lanzan de norte a sur o viceversa. El desvió observado, que de hecho es el giro de la Tierra simplemente, hay que corregirlo para llegar al punto de destino. Igualmente con los aviones.

¿Qué sucede con los objetos que rozan con la Tierra por ejemplo los mares o la atmósfera?  Si nos colocamos en el centro de nuestra plataforma giratoria y andamos en linea recta hacia su extremo, notaremos una fuerza que nos empuja lateralmente. Esta fuerza es realmente un rozamiento sobre la plataforma giratoria. No existe ninguna fuerza misteriosa sino el rozamiento con un objeto que nos presenta diferentes velocidades a lo largo de su radio (porque nosotros no somos una pieza rígida arrastrada por el objeto). De hecho esto nos esta indicando una conclusión lógica: todo objeto en rotación esta necesariamente sometido a tensión interna, pero me estoy alejando del asunto.

4)

coriolis-swirl

El efecto combinado de fuerzas de rozamiento sobre la “plataforma” Tierra y de su giro propio producen las corrientes circulares atmosféricas y oceánicas. La mecanica de fluidos hace el resto. Este efecto tambien produce asimetrías en los cauces de los rios. Todo es producido por una simple causa: el giro de la Tierra. No existe ninguna fuerza de Coriolis pero nos es cómodo asignar una fuerza ficticia para entendernos. Tenemos cerca otra fuerza ficticia muy conocida: la fuerza centrífuga. De ella hablaré otro día.

Por último descubramos el enigma del giro del agua en el lavabo de casa. Se puede calcular matemáticamente la aceleración (ficticia) observada en un objeto que se desvía por Coriolis (por la Tierra que gira). En el caso mas favorable su aceleración es A = 2ωV donde ω=rotación de la Tierra y V=velocidad del cuerpo. Un cuerpo que se desplaza a velocidad 1 m/s recibe una aceleración 100.000 veces menor a la de su peso. Si pensamos en un lavabo en reposo (velocidades casi nulas) y con unos pocos litros de agua, podemos llegar facilmente a la conclusión de que la aceleración de Coriolis es despreciable. Cualquier otra fuerza que afecte al agua del lavabo será mucho más grande que Coriolis, como es el momento en el que se quita el tapón o el desplazamiento con la mano. Es más, el agua nunca llega al reposo absoluto, todo el agua del lavabo conservará un momento de giro que depende principalmente de la forma del lavabo y de la forma en la que el grifo echaba agua. Coriolis no puede compensar esas fuerzas. En el gran “lavabo” del océano con grandes masas y tiempo de aplicación sobre grandes distancias el giro se produce, pero en nuestro lavabo una mosca gana a Coriolis.

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