La forza di Coriolis: il moto di un corpo che si trova in un sistema di riferimento rotante (per esempio la Terra).
Nel caso di corpo in quiete in un sistema di riferimente rotante, quello che si sperimenta e' solo una forza centrifuga,.Un esempio di questa situazione (oltre alle curve durante un viaggio) e' una di quelle vecchie giostre in cui ci sono dei seggiolini che si "alzano" man mano che la velocita' aumenta. Questo avviene perche' i seggiolini (il punto nero nella figura), tenderebbero ad andare in linea retta, cioe' a girare a destra rispetto alla direzione del moto imposta dalle funi, che e' verso sinistra. Per questo appare la forza
"centrifuga".Nel caso invece di corpo in moto in un sistema di riferimento rotante la cosa e' analoga, solo che il corpo "tende a conservare" la velocita' dovuta al suo moto, oltre a quella impressagli dalla rotazione; in piu' cosa fondamentale, la velocita' impressagli dalla rotazione varia mentre il corpo si sposta.
Immaginiamo sempre una vecchia giostra, ma questa volta di quelle con una piattaforma su cui ci sono vari cavalli a diversa distanza dal centro. I cavalli vicino al centro di rotazione sono quasi fermi, mentre quelli piu' lontani hanno velocita' lineare maggiore. Questo perche' tutti hanno la stessa velocita' angolare (cioe' fanno gli stessi giri nello stesso tempo) ma hanno velocita' lineari diverse, poiche' un giro vicino al centro avviene in poco spazio, mentre al bordo possono esserci parecchi metri.
Supponiamo di voler andare lentamente dal punto B al punto A (rischiando di cadere). Durante il tragitto, mentre mi sposto da B verso A, la mia velocita' lineare (che e' verso sinistra) deve diminuire; allora sento una forza verso sinistra, come quando, in auto, frenando la mia velocita' (che e' in avanti) sento una forza che mi spinge in avanti. Questa forza "verso sinistra" si somma ovviamente a quella centrifuga e rende difficile camminare su queste giostre.
Supponiamo adesso di voler tornare lentamente dal punto A al punto B. In questo caso la mia velocita' lineare deve aumentare, cioe' devo accelerare verso sinistra; allora sento una forza verso destra (come quando in accelero automobile e sento una forza che mi spinge indietro, "tendo a restare indietro" rispetto alla direzione della velocita'). In questo caso e' facile pensare a questa forza come dovuta al fatto che la giostra ruota sotto i miei piedi e pertando, se vado in linea retta, in realta' mi trovero' spostato piu' a destra.
Le considerazioni qualitative svolte nel caso delle giostre valgono ovviamente per qualsiasi sistema di riferimento rotante, compresa la Terra.
Quantitativamente la forza di Coriolis ha un'espressione che fa uso del prodotto vettoriale, poiche' l'effetto e' dovuto alla velocita' perpendicolare all'asse di rotazione (in effetti non c'e' nessuna forza
inerziale nel su e giu' dei cavalli, che e' una velocita' parallela all'asse di rotazione).
Ritornando alla legge di Ferrel, prendiamo un globo terrestre, senza il quale sara' un po' complesso seguire questo ragionamento. Ponendo il globo in rotazione in senso antiorario (visto dal polo Nord), e' intuitivo che una corrente d'aria che si diriga verso l'equatore resti "indietro", poiche' all'equatore la velocita' lineare e' massima, mentre vicino ai poli questa velocita' era minima. Nell'emisfero Nord (in cui devo andare a Sud, per raggiungere l'equatore) avro' una deviazione verso destra, mentre nell'emisfero Sud (in cui l'equatore e' piu' a Nord) avro' una deviazione verso sinistra.
Al contrario una corrente che proviene dall'equatore avra' una velocita' lineare maggiore di quella che dovrebbe avere vicino ai poli per seguire la rotazione terrestre, e percio' "girera' piu' veloce della Terra", cioe' deviera' a destra andando verso Nord, a sinistra andando a Sud.
Spero ti sia d'aiuto.
Ciao