Efeito Coriolis

O efeito Coriolis é um desvio sofrido por um objeto que se movimenta em um corpo que está girando, como as grandes massas de ar no planeta Terra. Esse fenômeno dá a impressão de que o corpo está sofrendo esse desvio graças à ação de uma força, mas na realidade não é. Dizemos que essa aparente força de Coriolis é uma pseudoforça e é um dos grandes responsáveis pela origem dos ciclones.

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Resumo sobre o efeito Coriolis

• O efeito Coriolis é uma deflexão na direção do movimento de objetos que se movem em corpos que giram.
• A força de Coriolis é uma pseudoforça, pois não é uma força por definição.
• Fórmula da força de Coriolis:\( F_{cr}=2\cdot m\cdot v\cdot \omega \cdot sen(\theta)\).
• Consequências do efeito Coriolis: possibilidade de demonstrar a rotação da Terra num recinto fechado com o pêndulo de Foucault e desvios na trajetória de projéteis de longo alcance.
• Importância do efeito Coriolis: fundamental na meteorologia, sendo um dos responsáveis pela formação dos ciclones.

O que é o efeito Coriolis?

O efeito Coriolis é uma deflexão na trajetória sofrida por um objeto que se movimenta em relação a um outro corpo que gira. Essa deflexão é percebida por observadores que estão no referencial não inercial (referencial acelerado, ou seja, que está girando). Assim como a força centrífuga, a força de Coriolis é entendida como uma força fictícia, ou pseudoforça, ou também força inercial, pois não é uma força por definição.

Como funciona o efeito Coriolis?

Para entender como funciona o efeito Coriolis, vamos supor que um disco desliza no gelo (isto é, desconsideremos o atrito entre o disco e o solo) por uma curta distância. Do ponto de vista de um observador terrestre, a trajetória do disco é uma linha reta, o que está de acordo com as leis de Newton.

Agora, se o disco desliza no gelo por uma grande distância a partir do polo Norte e considerando que o planeta Terra está girando no sentido oeste-leste, a trajetória do disco, do ponto de vista de um observador terrestre, é curvilínea, e não mais uma linha reta, embora o corpo não esteja submetido a uma força lateral, o que não está de acordo com as leis de Newton.

Essa deflexão aparente não é causada por uma força, mas é devido a estarmos observando o disco do ponto de vista de um referencial que está girando. Nessa situação, a Terra é um referencial não inercial.

Veja também: O que é gravidade?

Fórmula do efeito Coriolis

Sendo m a massa da partícula que sofrerá a deflexão; v, a velocidade linear da partícula em relação ao sistema não inercial; ω, a velocidade angular do sistema girante; e θ, o ângulo entre os vetores v e ω, a força de Coriolis F_cr é dada por:

\( F_{cr}=2\cdot m\cdot v\cdot \omega \cdot sen(\theta)\)

Consequências do efeito Coriolis

• Pêndulo de Foucault: graças ao efeito Coriolis, é possível demonstrar a rotação da Terra num recinto fechado, sem a necessidade de qualquer observação visual do céu, pela experiência de Foucault. Em 1851, o físico francês Jean Léon Foucault (1819-1868) suspendeu uma esfera de 30 kg do alto da cúpula do Panthéon em Paris por um fio de 67 m de comprimento, colocando-a em oscilação como um pêndulo. Durante o movimento, escoava-se areia da esfera a fim de marcar no chão a sua trajetória. O plano de oscilação do pêndulo se desviava de certo ângulo, definindo uma velocidade angular cujo valor era de ≈ 11º15ʹ por hora, até completar uma volta. A rotação do plano do pêndulo no laboratório refletia exatamente a rotação da Terra debaixo dele, provando, assim, por meio do efeito Coriolis, que o planeta Terra está de fato girando.

• Trajetória de projéteis: um projétil também se desvia de sua trajetória devido ao efeito Coriolis, o que é especialmente importante para trajetórias de longo alcance, como as de mísseis balísticos intercontinentais. Durante a Primeira Guerra Mundial, numa batalha naval perto das ilhas Falkland (50º de latitude sul), os tiros dos artilheiros britânicos passavam sempre cerca de cem metros à esquerda dos navios alemães, embora a pontaria fosse feita cuidadosamente. A razão era que os dispositivos de mira haviam sido ajustados pelos fabricantes para corrigir o desvio de Coriolis na latitude aproximada da Inglaterra (cerca de 50º de latitude norte), e a troca de sinal em razão da mudança de hemisfério duplicava o desvio, em lugar de corrigi-lo.

Importância do efeito Coriolis

O efeito Coriolis é fundamental na meteorologia, pois é um dos grandes responsáveis pela formação do ciclone. Quando se forma uma zona de baixa pressão no Hemisfério Norte, o ar das proximidades tende a se deslocar radialmente para ela, mas o efeito Coriolis produz desvios para a direita, forçando o ar a entrar em rotação, no sentido anti-horário. De fato, os ciclones tendem a girar no sentido anti-horário no Hemisfério Norte e no sentido horário no Hemisfério Sul.

Fontes

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Mecânica (vol. 1). 9 ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2012.

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Mecânica (vol. 1). 5 ed. São Paulo: Editora Blucher, 2015.