Se ho ben capito la forza di Coriolis e’ dovuta al fatto che all’equatore la velocita’ di rotazione della Terra e’ piu’ grande rispetto alle latitudini superiori (e questo in generale anche per gli altri punti della Terra). A questo punto una domanda: il pendolo di Focault funziona a causa di questa forza? Se si’, perche’ appena sopra l’equatore il tempo di rotazione del pendolo e’ quasi infinito? (Dalla latitudine 5 alla latitudine 10 la differenza di velocita’ della Terra penso sia simile a quella che c’e’ dalla latitudine 40 alla latitudine 45).

Come ho gia’ descritto qui la forza di Coriolis e’ dovuta alle
differenze di velocita’ “locali” che ci sono su
di un corpo rigido rotante (qual’e’ la Terra).
Il pendolo di Focault “funziona” esattamente a
causa della forza di Coriolis. Tale forza si annulla
all’equatore, ma solo perche’ la velocita’ del pendolo
all’equatore e’ parallela all’asse di rotazione della
Terra (per chi ha visitato
il link precedente nell’analogia con la giostra non
si ha alcuna forza “extra” se i cavalli fanno
su e giu’). Al contrario anche all’equatore un corpo con
una velocita’ perpendicolare alla superfice terrestre
(per esempio un razzo) risente della forza di Coriolis
allo stesso modo in cui ne risentirebbe se si trovasse ai
poli ed avesse velocita’ parallela alla superfice.
Insomma quello che conta e’ l’angolo fra l’asse di
rotazione della Terra e la velocita’. Questo per il
semplice fatto che una velocita’ parallela all’asse di
rotazione ci “trasporta” fra punti che hanno la
stessa velocita’, mentre una velocita’ perpendicolare ci
“trasporta” fra punti che hanno la massima
differenza di velocita’ possibile (cioe’ fra punti della
giostra che “ci scappano sotto i piedi”, per
usare la terminologia del
link precedente)
All’equatore quindi la forza di Coriolis e’ nulla ed il
pendolo non ruota.
A basse latidudini (vicino all’equatore) la velocita’ del
pendolo non e’ esattamente parallela all’asse di
rotazione, ma quasi. Allora la forza di Coriolis c’e’, ma
e’ molto piccola. Una forza piccola provoca una piccola
accelerazione, percio’ il pendolo ruota molto lentamente.
Se ruota molto lentamente ci mette un sacco di tempo a
fare un giro, il che vuol dire, detto in termini meno
informali, che ha un periodo di rotazione quasi infinito.
Volendo guardare la cosa in un altro modo si possono
dimenticare gli angoli e prendere in esame solo le
differenze di velocita’, come fa il nostro lettore. In
tal caso bisogna calcolare (almeno ad occhio) le
differenti velocita’ che ci sono sulla Terra.


Nella figura sono riportati i paralleli di latitudine 5 e
10 in blu, mentre i paralleli di latitudine 40 e 45 sono
in verde. In colore piu’ chiaro ci sono le rette
inclinate di 5°, 10°, 40° e 45° che danno il nome ai
rispettivi paralleli. In rosso c’e’ l’equatore ed in
viola l’asse di rotazione terrestre. I paralleli
terrestri sono le linee parallele in rosso, blu e verde.
La velocita’ di rotazione di un punto sulla superficie
terrestre e’ data dal rapporto fra lo spazio percorso in
un giorno ed il tempo impiegato. Lo spazio percorso in un
giorno varia con la latitudine ed e’ pari alla lunghezza
del parallelo di quella latitudine, mentre il tempo
impiegato e’ sempre lo stesso e vale circa 24 ore. Chi
conosce la trigonometria non avra’ nessun problema a
ricavare la formula che permette di calcolare lo spazio
percorso in un giorno, mentre chi non la conosce faccia
riferimento alla figura riprodotta qui sopra. E’
immediatamente chiaro che la differenza fra le lunghezze
dei paralleli a 5° e 10° e’ molto piu’ piccola della
differenza fra le lunghezze dei paralleli a 40° e 45°.
E quindi anche
le differenze di velocita’ sono piu’ piccole a 5° che
non a 10°. Cio’ spiega perche’ vicino all’equatore la
forza di Coriolis e’ minima: anche la differenza di
velocita’ da cui la forza dipende e’ minima!

Per approfondire questo tema ed altri ad esso correlati:

Il senso di rotazione che assume l’acqua
cadendo dall’alto in un imbuto, lavandino, o water è
connesso alla rotazione della terra? Se sì quale legge
della fisica rispetta e di che fenomeno si tratta?

(risponde Davide Del Vento)


Vorrei informazioni sulla Legge di
Ferrel
e la forza di Coriolis.
(risponde Davide Del Vento)


Dato che il “moto
perpetuo
” non esiste (?), quanto tempo dura
l’oscillazione del pendolo (FOCAULT)? Come, ad esempio
nel grande planetarium di Londra, viene riattivata tale
oscillazione?

(Risponde Davide
Del Vento
)