Vórtice de Coriolis no ralo da pia de um avião?

8 de janeiro, 2015 às 15:38 | Postado em Forças inerciais, Forma da Terra, Mecânica

Olá professor Lang, estive lendo sobre essa força de coriolis, e vi uma análise interessante, gostaria de saber se ela tem fundamento, o fato da água quando escorre da pia, o lado para o qual a água gira, pelo que tenho estudado depende muito mais das imperfeições da pia do que da força de coriolis, correto? Mas vi uma análise dizendo que, se você está em um avião, é possível que a água gire para um lado no hemisfério sul e para o outro lado no hemisfério norte, pois a força de coriolis seria intensificada pelo fato do avião estar a uma velocidade considerável, isso está correto? Se sim, porque acontece? Obrigada desde já.

Segundo demonstrou o físico Shapiro em 1962 com experimentos controlados de esvaziamento de um tanque com 400 L de água, é decisivo para a formação do vórtice o movimento residual da água ANTES da abertura do escoadouro. Mais detalhes encontras em nosso artigo Acerca de um mito: o vórtice de Coriolis no ralo da pia. Para se inteirar sobre experimentos atuais, inspirados nos de Shapiro vide Mais uma vez o vórtice de Coriolis no ralo pia.

Vide também Demonstrando no ralo vórtices com sentidos opostos nos dois hemisférios: FRAUDE! e Em que sentido a água desce no ralo no Brasil?

Para responder a pergunta que formulaste devemos entender do que depende a força inercial de Corilois. Esta força (juntamente com a força centrífuga) acontece sobre objetos em movimento em relação a um referencial não inercial, um referencial em rotação. É o caso, por exemplo, de um objeto em movimento em relação a um referencial solidário à Terra; outro caso notável para demonstrar a força de Coriolis encontramos em museus de ciência, em mesas ou plataformas que giram em relação ao museu e quando, de cima da plataforma, observamos comportamentos de corpos em movimento em relação à plataforma. Como a plataforma gira muito mais rapidamente (isto é, com maior velocidade angular) do que a Terra, os efeitos de Coriolis em relação à plataforma são notados facilmente.

A intensidade da força de Coriolis é tanto maior quanto maior é o valor velocidade angular do sistema de referência e o valor da velocidade do objeto em relação ao sistema de referência em rotação. Esta força inercial sempre ocorre em uma direção simultaneamente perpendicular à da direção da velocidade angular do sistema de referência e da velocidade do objeto em relação ao sistema de referência.

É importante destacar que a força de Coriolis é sempre relativa a um sistema de referência em especial.

Se quisermos discutir sobre a possibilidade de formação de um vórtice de Coriolis em uma pia de um avião, o sistema de referência é o do avião. Temos então que imaginar que o avião é um sistema de referência em rotação para podermos falar em força de Coriolis em relação ao avião. Bem, vou imaginar que o avião execute uma trajetória de tal forma de voe para leste, aumentando então a velocidade angular do avião em relação à da Terra. Ora, aqui em PoA, admitindo que o avião voe a 200 m/s, determinaria um ganho em velocidade angular de cerca de 50% em relação à da própria Terra (em Poa nos deslocamos para leste a cerca de 400 m/s devido à rotação da Terra). Este incremento em velocidade angular determinaria na água que escoa para o ralo, força de Coriolis cerca de 50% maior do que se o avião está estacionado. Ora, a força de Coriolis continuaria pequeníssima, sem ter o poder de produzir vórtices em relação ao avião.

Portanto a análise interessante que relatas ter visto ou ouvido em algum lugar é um verdadeiro absurdo, demonstrando que quem a realizou de fato pouco sabe sobre a força de Coriolis.

Cabe ainda um comentário relevante: O avião, juntamente com a pia, os passageiros, … ao se deslocar sofrerá uma força de Coriolis em relação à Terra e esta não poderá ser ignorada pois defletirá a trajetória do avião para a esquerda no hemisfério sul, assim como deflete os projéteis de artilharia, as massas atmosféricas, … . Vide A rotação da Terra influencia o tempo de voo de uma aeronave?

Mais sobre a força de Coriolis em

Mais uma vez o vórtice de Coriolis no ralo pia

Vórtices atmosféricos nos dois sentidos?

Ovo equilibrado por Coriolis

Desvio de projéteis pela força de Coriolis

Pêndulo de Foucault

Rotação da terra – Ar jogado do oeste para leste?

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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