Diferencies ente revisiones de «Efeutu Coriolis»

m
Preferencies llingüístiques
m (correiciones)
m (Preferencies llingüístiques)
El signu menos indica que cuando'l radiu aumenta la velocidá tanxencial mengua.
 
Si la masa moviérase siguiendo una trayectoriatrayeutoria radial, afita con respectu al sistema en rotación, calteniendo en consecuencia la mesma [[velocidad angular]] <math>\scriptstyle{\omega} </math> del sistema en rotación, la so velocidá llineal aumentaría de <math>\scriptstyle{\Delta V_2=\omega\Delta R} </math> (o menguáu, si <math>\scriptstyle{\Delta R} </math> ye negativu). Pa un observador fixu, ente la velocidá de la masa que se ve obligada a siguir una trayectoriatrayeutoria radial y la velocidá de la masa que caltién el so momentu angular hai una diferencia de:
 
:<math> \Delta V_3= \Delta V_1 - \Delta V_2= -V\textstyle{\Delta R\over R} -\omega\Delta R=-\omega\Delta R-\omega\Delta R=-2\omega\Delta R</math>
:<math>F_c= 2m\omega V_r\,</math>
 
Considerando un oxetu con velocidá tanxencial <math>\scriptstyle{V_t} </math> vista pol observador nel sistema en rotación. Esta vegada, la mesma masa tenida por un filo tien una velocidá angular distintu del sistema en rotación. Pal observador nel sistema en rotación, les fuerces que nota aplicaes a la masa por que siga una trayectoriatrayeutoria circular son: la fuerza centrífugo <math>\scriptstyle{m\omega^2R} </math> que ve aplicada en tolos oxetos, más la fuerza centrípeto por cuenta de la rotación aparente de la masa <math>\scriptstyle{m{V^2\over R}} </math>. Pero eso non basta. Hai entá otra fuerza aparente, y ye precisamente la fuerza de Coriolis. Calcúlase agora la fuerza centrípeto que ve un observador fixu: la velocidá tanxencial ye <math>\scriptstyle{V_\circ=\omega R+V_t} </math>. Pa esti observador, la fuerza centrípeto que caltién la masa a distancia constante va ser:
 
:<math> F_\circ=m\textstyle {V^2\over R}= m\textstyle {\left(\omega R+V_t \right)^2\over R}=m\textstyle{\left( \omega^2R^2 +2\omega RV_t + {V_t^2} \right)\over R}=m\left(\omega^2R+2\omega V_t + \textstyle {V_t^2\over R} \right) </math>
== Meteoroloxía, oceanografía y fuerza de Coriolis ==
[[Archivu:Coriolis.JPG|left]]
L'exemplu más vultable de manifestación del efeutu Coriolis dase cuando mases d'aire o d'agua muévense siguiendo [[meridianu|meridianos]] terrestres, y la so trayectoriatrayeutoria y velocidá vense modificaes por él.<ref>[http://www.diva-portal.org/smash/get/diva2:489867/FULLTEXT02.pdf ''An Intuitive Approach to the Coriolis Effect'' Kristian Silver. Bachelor Thesis in Meteorology. Department of Earth Sciences, Uppsala University. Testu completu en PDF]</ref> N'efeutu, los vientos o corrientes oceániques que se mueven siguiendo un meridianu esviar acelerando na dirección de xiru (esti) si van escontra los polos o al contrariu (oeste) si van escontra l'ecuador. Puede añedir, que por consecuencia, nel Ecuador, nun hai efeutu de Coriolis. La manifestación d'estes esviaciones produz, de manera análoga al xiru de la bolina amosáu de primeres, que les umbaes tiendan a xirar nel hemisferiu sur nel sentíu de les aguyes del reló y, nel hemisferiu norte, en sentíu contrariu.
 
L'efeutu de la fuerza de Coriolis tendrá de considerase siempres que s'estudie'l movimientu de [[fluyíos]] y tamién el de cualquier oxetu móvil sobre esferes o superficies planes en rotación. Esto inclúi a los planetes gaseosos del [[sistema solar]], el [[Sol]] y toles [[estrelles]] y, nel planeta [[Tierra]], el movimientu de les agües de los [[ríu|ríos]], los [[llagu|llagos]], los [[océanu|océanos]] y, poques gracies, de l'[[atmósfera]]. L'efeutu de Coriolis prediz que siempres que se reparen los movimientos xiratorios d'esos cuerpos, los [[vórtice]]s van siguir la norma descrita pa les umbaes y anticiclones terrestres.<ref>[http://www.lextalus.com/pdf/The%20Coriolis%20Effect.pdf ''The Coriolis Effect – a conflict between common sense and mathematics'' Anders Persson, The Swedish Meteorological and Hydrological Institute, Norrköping, Sweden]</ref>
 
== Efectos de la fuerza de Coriolis ==
Una de les rares ocasiones na cual una persona puede sentir la fuerza de Coriolis ye cuando trata de caminar siguiendo una trayectoriatrayeutoria radial nun tiovivo (o carrusel). Cuando la persona alloñar de la exa de rotación, va sentir una fuerza que lo emburria nel sentíu contrariu a la rotación: ye la fuerza de Coriolis.<ref>[http://empslocal.ex.ac.uk/people/staff/gv219/classics.d/persson_on_coriolis05.pdf L'efeutu Coriolis. Archivu PDF. 870 KB 17 páxines. Un discutiniu xeneral pol meteorólogu Anders Persson de diversos aspeutos de la xeofísica, cubriendo l'efeutu Coriolis, yá que se toma en cuenta en Meteoroloxía y Oceanografía, l'efeutu de Eötvös, el pendilexu de Foucault, y columnes de Taylor]</ref> Cuando una persona allóñase o s'avera de la exa de rotación a una velocidá de 1&nbsp;m/s nun tiovivo que xira a 10 vueltes per minutu, l'aceleración de Coriolis ye:
{{ecuación|
<math> a_c=2\omega V=2\textstyle{2\pi 10\over 60}1= 2\, m/s^2</math>
La Tierra xira muncho más amodo qu'un carrusel. La so velocidá angular ye de <math>\scriptstyle{2\pi}</math> radianes por [[día sideral]] (23 h, 56 m, 4,1 s) ye dicir <math>\scriptstyle{7{,}292\,10^{-5}}\, rad/s</math>. L'aceleración de Coriolis por cuenta de la rotación de la Tierra ye enforma menor.
 
Cuando un cuerpu sigue una trayectoriatrayeutoria norte-sur sobre la Tierra (siguiendo un meridianu), la componente radial de la so velocidá (la velocidá a la cual el cuerpu avérase o s'alloñar de la exa de rotación terrestre) depende de la [[llatitú]] del cuerpu. Ye fácil ver que la componente radial ye <math>\scriptstyle{V_r=V_{NS}\sin(\mathrm{llatit\acute{u}})}</math>. Cuando'l cuerpu ta cerca del ecuador, la so distancia respecto a la exa de la Tierra nun camuda. Si la trayectoriatrayeutoria del cuerpu ye esti oeste y sigue un [[paralelu]], la so distancia respecto a la exa terrestre nun varia, pero yá vimos que va sentir una aceleración de Coriolis empobinada escontra la exa de la Tierra que vale <math>\scriptstyle{a_{exa}=2\omega V_{EO}}</math>. La componente paralela a la superficie de la Tierra depende de la [[llatitú]] y ye: <math>\scriptstyle{a_c=2\omega V_{EO}\sin(\mathrm{llatit\acute{u}})}</math>.
 
Vemos que nos dos casos, vistu dende la Tierra, un cuerpu que se mueve sobre la superficie de la Tierra siente una aceleración llateral de valor <math>\scriptstyle{a_c=2\omega V\sin(\mathrm{llatit\acute{u}})}</math> empobinada escontra la derecha de la velocidá.
<math> a_c = 2\cdot 7{,}292\cdot 10^{-5}\sin(45^\circ) = 1{,}03\cdot 10^{-4} \mathrm{m/s}^2</math>, ||left}}
 
lo cual correspuende a una fuerza llateral aprosimao 100 000 vegaes menor qu'el so propiu pesu. Dicho otra manera, la trayectoriatrayeutoria esviar escontra la derecha como si'l terrén tuviera inclináu escontra la derecha 1 milímetru cada 100 metros.
 
Si tratar d'un avión que la so velocidá ye 900&nbsp;km/h (250&nbsp;m/s), l'aceleración va ser 250 vegaes mayor. L'efeutu va ser da-y al avión una trayectoriatrayeutoria circular de 4850&nbsp;km de diámetru (a una llatitú de 45°):
{{ecuación|
<math> a_c=2\omega V\sin(45^\circ)=\textstyle{V^2\over R} </math>
Pa cañones de menor algame, l'erru nel ángulu de tiru ye entá menor. Por casu, pa un proyectil que'l so algame ye de 20&nbsp;km y que la so velocidá media ye la mesma, l'erru del ángulu ye 25 vegaes menor.
 
<!-- === Diferencia ente los tiempos de vuelu na ida y vuelta d'un mesmu trayectutrayeutu ===
Vamos Tomar como exemplu'l TrayectuTrayeutu [[Frankfurt]] - [[Bogotá]]. Intuitivamente podría afirmase que'l tiempu de vuelu de Frankfurt a Bogotá ye más curtiu porque la tierra xira escontra l'este y l'avión dirixir escontra l'oeste. Esto ye, Bogotá se -y "avera" al avión. Nel regresu tendría de ser más llargu'l vuelu porque Frankfurt se -y "alloña" al avión. Sicasí, el fechu ye que'l tiempu de vuelu FRA - BOG ye de 12h ~y el de BOG - FRA ~10h. Esto debe a lo siguiente:
L'avión nun volar lo suficientemente alto pa escapar el campu gravitacional de la tierra. Esto ye, l'avión permanez nel marcu de referencia del planeta. Falar de que Frankfurt ta alloñándose ye erróneu. Consideremos un helicópteru que xube en Bogotá y caltiense nel mesmu puntu nel aire per unes hores. ¿Atópase dichu helicópteru dempués d'esi tiempu nel Pacíficu? Efectivamente non. Hipotéticamente podríamos considerar la rotación de la tierra y concluyir lo mesmo al pensar de la siguiente manera: Asumamos como simplificación que la rotación de la tierra ye de 1600&nbsp;km/h independiente de la llatitú (lo cual ye físicamente incorrectu, como vamos ver depués). Pa nós en [[Aeropuertu Internacional El Doráu|El Doráu]] antes de desapegar tamos n'estáu de reposu, pero pal astronauta na [[Estación Espacial Internacional]] tamos moviendo a 1600&nbsp;km/h. Anque Frankfurt tea alloñándose a esta velocidá, nós nin habiendo despegáu, tamos escorrer a 1600&nbsp;km/h. De la mesma manera, si tuviéramos nel [[Aeropuertu de Frankfurt del Meno|Flughafen Frankfurt]], Bogotá taría averándosenos a 1600&nbsp;km/h y nós alloñando d'ella a 1600&nbsp;km/h. Poro, pa nós na Tierra ye como si dambes ciudaes tuvieren en reposu. La rotación de la Tierra nun puede xugar entós un rol na diferencia de los tiempos de vuelu. Nesti puntu tenemos de correxir el camientu que formuláramos enantes: la rotación de la tierra nun ye igual en toles sos llatitúes (máxima nel ecuador, mínima/nula nos polos). Pa entender qu'efeutu tien ta diferencia de velocidaes, recordemos les nueses esperiencies infantiles sobre una rueda xiratoria nun parque. Dempués de ser puestos en rotación, sentíamos un "emburrión" en dirección de la rotación al intentar dir de fuera escontra'l centru de la rueda. Lo mesmo asocéde-y al aire al dir del ecuador a los polos, yá que esiste una diferencia de temperatura considerable ente estos. Esti "emburrión" que sufrimos nós nel parque y el vientu nel so viaxe ye la famosa fuerza de Coriolis. L'aire mover escontra l'este y preséntase como una resistencia pal avión viaxando escontra l'oeste como ye'l casu del trayectutrayeutu Frankfurt-Bogotá. Nel trayectutrayeutu Bogotá-Frankfurt viaxamos "vientu en [[popa]]". -->
 
==Efeutu Eötvös==
Esto esplica por que los proyectiles a alta velocidá que se disparen escontra l'este esviar escontra riba ente que si son disparaos escontra l'oeste la esviación ye escontra baxo. Esta componente vertical del efeutu de Coriolis denominar el [[Efeutu Eötvös]].<ref>{{cita llibru|apellíu=Rugai|nome=Nick|títulu=Computational Epistemology: From Reality To Wisdom|fecha=1 d'avientu de 2012|idioma=inglés|publicación=Lulu.com|isbn=1300477237|páxina=304|url=https://books.google.es/books?id=KUIJBAAAQBAJ&pg=PA303&dq=eotvos+effect+equator&hl=ye&sa=X&vei=0CCwQ6AEwAjgUahUKEwj27PyPrt_HAhUJ1hQKHYwVBN0#v=onepage&q=eotvos%20effect%20equator&f=false|fechaacceso=6 de setiembre de 2015}}</ref>
 
Podemos usar l'exemplu pa esplicar por que el efeutu Eötvös empieza a amenorgase n'oxetos que viaxen escontra l'oeste una vegada qu'el so [[Velocidá#Velocidá_instant.C3.A1nea|velocidá tanxencial]] supera la velocidá de rotación de la tierra (465 m/s nel ecuador). Si'l tren que viaxa escontra l'oeste nel exemplu amonta la so velocidá nesa dirección y reparar dende'l sistema de referencia inercial nel espaciu vamos ver qu'empieza a rotar alredor de la tierra que xira debaxo en dirección contraria. Pa caltener esa trayectoriatrayeutoria circular, parte de la fuerza de la gravedá qu'emburria al tren contra les víes actuaría como fuerza centrípeto. Una vegada que'l tren doblara la so velocidá a 930 m/s la fuerza centrípeto sería igual a la esperimentada cuando'l tren atópase paráu. Dende'l puntu de vista del sistema de referencia inercial en dambos casos el tren ta rotando a la mesma velocidá (465 m/s) solo qu'en direcciones opuestes. Polo tanto la fuerza ye la mesma y por tantu l'efeutu Eötvös atayaríase dafechu a esa velocidá. Cualquier oxetu que se mueva escontra l'oeste a una velocidá cimera a 930 m/s nun esperimentara una esviación escontra baxo, si non escontra riba. El gráficu de la derecha ilustra la fuerza causada pol efeutu Eötvös qu'esperimentaría un oxetu de 10 gramos nel tren del exemplu en función de la so velocidá. La forma parabólica del gráficu esplícase porque la fórmula de la [[fuerza centrípeto]] ye proporcional al cuadráu de la velocidá tanxencial. Nel sistema de referencia inercial la parte de baxo de la parábola taría centrada nel orixe. El desplazamientu del orixe esplícase porque tamos usando'l sistema de referencia en rotación de la tierra. Reparando'l gráficu podemos comprobar que l'efeutu Eötvös nun ye simétricu, y que la fuerza escontra baxo esperimentada por un oxetu viaxando escontra l'oeste a gran velocidá ye menor que la fuerza escontra riba esperimentada pol mesmu oxetu viaxando en dirección al este a la mesma velocidá.
 
== Aplicación práutica ==