Mudança de Referencial na Dinâmica
(Parte 11 - Força de Coriolis em Meteorologia e Tectônica)

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

A massa molecular é 18 g/mol para o vapor d'água, cerca de 30 g/mol para o ar seco. Disso resulta que, em iguais condições (T,p), ar úmido é menos denso do que ar seco. Piloto de planador conhece isso, sabe das correntes ascendentes em grandes nuvens. 

Radiação solar incide na Terra sobre os mais variados corpos, atmosfera, água, rocha, gelo e neve, vegetação etc. Em cada região, o ângulo de incidência varia com a latitude e com a data (dia, hora, minuto, ...). Absorção, transmissão, reflexão (regular e difusa) causam desníveis térmicos. Por sua vez, estes causam intemperização das rochas e movimentos de convecção nos fluidos: ventos na atmosfera, correntes marinhas em grandes corpos de água.

A Terra, a Lua e o Sol são corpos extensos nos quais interessa considerar não só as distâncias de centro a centro; surgem assim diferenças entre forças gravitacionais exercidas nos corpos da Terra e gerando movimentos relativos entre eles. As citadas diferenças são pequenas, mas agem indefinidamente.

Para o estudo destes movimentos, observador fixo na Terra adota Referencial de Foucault |F (fixo na Terra); por exemplo, a rede de paralelas e meridianas na superfície do geóide e, em cada ponto, um eixo vertical ascendente.

Em relação a Referencial Inercial (por exemplo, Referencial de Copérnico  |S : origem em S centro do Sol, eixos apontando para estrelas fixas) a Terra possui "período sideral" de rotação  T_s = 86 164 s  e  velocidade angular w(vetor)  [w(módulo) = 2.p/T_s]. 

Corpo de massa  m  tendo velocidade relativa  v_rel. (vetor) (referencial |F), move-se não só sob efeito de forças de inter-ação, mas também sob efeito de forças de inércia, inclusive a Força Complementar (Força de Coriolis): F_c = - 2.m.w ^ v_rel. .

Aplicação
Frente fria vinda da Argentina invade o Brasil. É grande corpo de ar atmosférico saturado de umidade; ele flui de Sul para Norte, e acaba desviando-se para Este (E), Oceano Atlântico. Como explicar?

Consideremos a passagem do corpo de ar polar por Florianópolis F (em Santa Catarina, latitude 27^oS).

O efeito de F_c  predomina sobre o ar mais denso, o menos úmido; ele desvia-se para Oeste (W), interior do continente. O ar polar, menos denso, é expulso em sentido oposto, para Este (E), Oceano Atlântico.

Outro aspecto: No corpo de ar polar fluindo para o Norte a gravidade equivalente é  g' = g + (-a_c) (vetorial). P fio de prumo apresenta desvio para Oeste (W). O fluxo é lento, o corpo de ar polar está próximo do equilíbrio. Aproximadamente vale a lei de Arquimedes: a impulsão age contra g', logo para cima e desviada para Este (E).

Nota: Analogamente, Força de Coriolis influi também em correntes oceânicas e na deriva dos continentes (continental drift, Teoria de Wegener, Tectônica das Placas).

Esse trabalho - Mudança de Referencial - contém as seguintes partes:

Parte 01 - Referenciais, suas mudanças e conseqüências na Física
Parte 02 - Coordenadas cartesianas - MCU
Parte 03 - Fórmulas de Poisson - Derivadas
Parte 04 - Aspectos cinemáticos - Coriolis
Parte 05 - Exemplos na Cinemática
Parte 06 - Exemplos - Conceitos fundamentais na Dinâmica
Parte 07 - Pêndulo cônico - Plataforma de manobra - Pêndulo de Foucault
Parte 08 - Ferrovia - Furacão - Giroscópio
Parte 09 - Desvio da vertical  - Torre Eiffel - Espaçonave(1)
Parte 10 - Espaçonave(2) - Experimento de Eötvös - Imponderabilidade no equador
Parte 11 - Força de Coriolis em Meteorologia e Tectônica

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