El Efecto Coriolisis

 

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTA MARÍA “Facultad de

Ciencias e Ingenierías Físicas y Formales” 

Ing. Mecánica, Mecánica Eléctrica y Mecatrónica Curso: Diseño de Mecanismos Sección: B Alumnos: Prado Cornejo Victor AREQUIPA 2018

 

  EL EFECTO CORIOLISIS Definición  El efecto o fuerza Coriolis es uno de los fenómenos más interesantes que ocurren en la en la Tierra. En Tierra.  En realidad, es una fuerza a la que se sujetan los fluidos del planeta que están en desplazamiento. descritamecánico por primera vez en francés 1835 porque Gaspard-Gustave de Coriolis, un matemático eFue ingeniero de origen estudió la transferencia de energía en los sistemas de rotación. El término “fuerza Coriolis” comenzó a ser mencionado en el siglo XX, conforme se comprendía la circulación de los vientos en el  planeta. ¿Y qué es el efecto Coriolis? Es la fuerza invisible por la que la trayectoria del aire u objetos en movimiento se modifica debido a la rotación de la Tierra, así que las masas de aire se desvían en direcciones predecibles. Para entender esto, toma un ejemplo clásico: imagina que te subes a una esfera giratoria de un parque y otra persona se coloca enfrente de ti. Si tú le aventaras una pelota directamente mientras la esfera gira, el efecto Coriolis ocasionará que el objeto se desvíe y no aterrice en sus manos, sino a un costado. A pesar de que no es un término muy utilizado fuera del ámbito científico, cie ntífico, tiene un papel muy importante en la dirección de los vientos, pero no en su velocidad. Sin embargo, a medida que aumenta la velocidad de un objeto, la fuerza de Coriolis también aumenta.

Causas La causa directa de esta fuerza es la rotación terrestre. La Tierra es más ancha en el ecuador que en los polos, como es fácil apreciar, y además, gira sobre su mismo eje de oeste a este. Mientras más lejos está un objeto del ecuador, más lento es el movimiento  puesto que la Tierra gira más rápido en la línea ecuatorial, por lo que la desviación es mayor en los polos y nula en el ecuador. Estas son las dos causas principales por las que existe la fuerza Coriolis: el movimiento hacia el este y la velocidad en función de la latitud, que causa que las partes de la Tierra se muevan a velocidades distintas. Ahora bien, cuando la Tierra gira sobre sí misma, la fuerza actúa en dirección norte-sur,  por lo que en el hemisferio norte los vientos se desvían hacia hacia la derecha y en el hemisferio sur hacia la izquierda, sin importar si son permanentes, locales o de corta duración.

Efectos Hay algo que es importante aclarar: los objetos sujetos al efecto Coriolis no se desvían de su camino, pero sí parecen hacerlo debido al movimiento del sistema de coordenadas geográficas. En general, esta fuerza influye en los patrones globales de vient viento o y del clima, afecta las corrientes oceánicas oce ánicas y el movimiento de los objetos grandes de tra transporte, nsporte, como aviones y cohetes. También ocasiona que, en el hemisferio norte, alrededor de las zonas de baja presión los vientos soplen en sentido antihorario y en sentido horario en las de alta presión. Lo contrario sucede en el hemisferio sur. Por eso, los ciclones y huracanes en el norte giran en el sentido opuesto a las manecillas del reloj, contrario a lo que sucede debajo del ecuador. Esto no ocurre con los tornados, los  tornados,   que comparados con los huracanes los  huracanes son  pequeños (no así su intensidad) y su afectación es local. En el océano, contribuye a crear las corrientes oceánicas superficiales y giros que, naturalmente, en el hemisferio sur giran hacia la izquierda y viceversa. Por otra parte, la industria de la aviación tiene esto en cuenta, por lo que muchos vuelos no se realizan en

 

línea recta, como cabría de esperar. Si se ignorara este hecho, los aviones aterrizarían en lugares diferentes de su destino. La fuerza Coriolis tiene efectos importantes en objetos grandes y que viajan largas distancias a través de la Tierra, pero no tiene efectos significativos sobre objetos  pequeños. De hecho, la Tierra gira lentamente en comparación con otros planetas del Sistema del  Sistema Solar, por Solar, por lo que sus efectos no son tan visibles en movimientos a pequeña escala. Básicamente la Tierra es un sistema de referencia no inercial, y eso significa que la famosa ecuación de la Segunda Ley de Newton F=ma no es aplicable por las buenas. Podemos seguir utilizándola, pero con la condición de añadir algunas fuerzas no inerciales a la ecuación. Dependiendo de si esas fuerzas no inerciales son grandes o pequeñas deberemos tenerlas en consideración o no. Me saltaré el tratamiento matemático e iré al grano. Resulta que el movimiento de la Tierra induce cuatro tipos de fuerzas no inerciales en nuestro alrededor. Si les parece, usaré la relación F=ma y hablaré directamente de aceleraciones. El primer término es el de aceleración angular, y sucede cuando el sistema de referencia cambia su velocidad angular, es decir, cuando gira más deprisa o más despacio. La Tierra tiene un movimiento de giro muy regular, y aunque su rotación se frena con el tiempo lo hace con enorme lentitud. Eso significa que este término es insignificante, y podemos despreciarlo por pequeño. Segundo término: aceleración lineal, derivado de que la aceleración lineal de la Tierra sea no nula. En primera aproximación, podemos calcularlo como la aceleración a que la Tierra es sometida conforme gira alrededor del Sol. Su valor sería igual a (2π/T) 2/R, donde T es el período de traslación de la Tierra y R su distancia media al Sol. Tomando T=31.557.000 segundos y R=1,49*1011 m, este término de aceleración es de 0,006 m/s2. Tercer término: aceleración centrífuga (sí, he dicho centrífuga) dicho centrífuga).. Es lo que nos hace salir  por la tangente, por por ejemplo, cuando estamos de viajero en un coche y, al pasar una curva, curva, 2 nos desplaza hacia la parte exterior de ésta. Su valor es igual a (2π/T) ·R·cos (λ), donde λ es la latitud latit ud a la que nos encontramos. Para que nos hagamos una idea, su s u valor máximo 2 2 (en el ecuador, donde la latitud es cero) cero ) es de (2π/T) ·R=0,034 m/s . la fuerza de Coriolis. Es una fuerza débil, pero muy divertida porque, al contrario que las anteriores, depende de lo que esté haciendo el cuerpo. Es decir, tiene diversos valores según cómo se esté moviendo el cuerpo (suponiendo que se mueva). Como siempre, nada mejor que un buen ejemplo. Este es el que siempre uso en clase. Supongamos dos niños en el parque. Uno de ellos le lanza el balón al otro, en un movimiento parabólico (vale, descontando rozamientos). Hasta aquí, todo normal. A continuación, el niño que lanza el balón está en el centro de una plataforma circular giratoria, y el otro en el exterior. Vamos a poner la plataforma a girar de modo uniforme,

 

en el sentido opuesto a las agujas del reloj (visto desde arriba). Para el niño 2, fuera de la  plataforma, el balón se mueve en el aire de la misma forma que antes. Pero para el niño 1, en la plataforma, las cosas se perciben de distinta forma. Lo que él ve es que el balón sigue el movimiento parabólico, pero además se desvía hacia la derecha. En realidad, a él le parece que todo el Universo está girando hacia la derecha: el  parque, su amigo, la Luna. No puede identificar ninguna “fuerza real”, nada está empujando balón … pero el caso es queelsecurso desvía. una ficti cia, no inercial, la “fuerza dealCoriolis,” que está variando delHay balón. balón.    fuerza ficticia, Lo mismo sucede con la Tierra. Un objeto en movimiento experimentará una aceleración de Coriolis en una dirección perpendicular a su velocidad, en sentido hacia la derecha de dicho movimiento si estamos en el hemisferio norte (y hacia la izquierda para el hemisferio sur). El módulo de esa aceleración es 2*V*ω*Senθ , donde V  es  es la velocidad del cuerpo, ω es la velocidad angular y θ es es la latitud del lugar. Sustituyendo por su valor, sale una aceleración de Coriolis a( m/s^2) = 0,000145 0,000145** V ( m/s) *  Senθ   Senθ .

 

 

 

Bibliografia https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Coriolis   https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Coriolis http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/AYC/document/atmosfera_y _clima/presion/efec http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/AYC/document/atmosfera_y_clima/presion/efec Coriolis.htm   Coriolis.htm https://www.ecured.cu/Efecto_Coriolis  https://www.ecured.cu/Efecto_Coriolis  http://www.geoenciclopedia.com/el-efecto-coriolis/   http://www.geoenciclopedia.com/el-efecto-coriolis/ https://elprofedefisica.nauka https://elprofedefisica.naukas.com/2016/12/30 s.com/2016/12/30/coriolis-y-el-francoti /coriolis-y-el-francotirador/ rador/   http://www.enciga.org/files/boletins/76/FQ_ La_fuerza_de_Coriolis.pdf   http://www.enciga.org/files/boletins/76/FQ_La_fuerza_de_Coriolis.pdf