Em 21/05: GUSTAVE CORIOLIS

ANIVERSARIANTE, MAIO

★21/05/1792 †19/09/1843
Gustave-Gaspard de Coriolis foi um físico, matemático e engenheiro hidráulico francês, nascido em Paris, que primeiro descreveu a força de Coriolis, um efeito do movimento em um corpo em rotação, de extrema importância para a meteorologia, balística e oceanografia. Enquanto as diferenças de pressão tendem a empurrar os ventos em caminhos retos, os ventos seguem caminhos curvos pela Terra. Em 1835, Coriolis deu pela primeira vez uma descrição matemática do efeito, dando seu nome à força de Coriolis. Enquanto o ar começa a fluir de alta para baixa pressão, a Terra gira sob ele, fazendo com que o vento pareça seguir um caminho curvo. No hemisfério norte, o vento gira para a direita de sua direção de movimento. No hemisfério sul, ele vira para a esquerda. A força de Coriolis é zero no equador.

Filho de um oficial do exército de Louis XVI, Jean-Baptiste-Elzéar Coriolis, que com a prisão do rei (1791) e a queda da monarquia (1792) dois meses depois do nascimento de Gustave, fugiu para Nancy onde se tornou um industrial. Louis XVI foi guilhotinado em Paris em janeiro do ano seguinte (1793). Estudando em Nancy, foi aprovado para a École des Ponts et Chaussées (1808) onde se formou em engenharia.

No corpo de engenharia do exército, trabalhou durante vários anos no distrito de Meurthe-et-Moselle e nas montanhas de Vosges. Depois da morte do pai, teve que apoiar a família e, com a saúde abalada, decidiu aceitar um posto professor assistente de análise e de mecânica na École Polytechnique, Paris (1816-1838), recomendado por Cauchy. Tornou-se professor de mecânica da École Centrale des Artes et Manufacturese (1829) e do Corps des Ponts et Chaussées (1832). Lá passou a trabalhar com Navier que ensinava mecânica aplicada. Com a morte do colega (1836), assumiu sua cadeira na Chaussées e também foi eleito para substituir Navier no departamento de mecânica da Académie des Sciences. Parou de ensinar na École Polytechnique (1838) quando decidiu se dedicar esclusivamente às suas pesquisas.

Com a saúde agravada morreu cinco anos após, em Paris. Pioneiro na descrição das forças de inércia denominadas forças de Coriolis, fundamentais no estudo da meteorologia, balística e oceanografia, estudou essencialmente mecânica e suas deduções matemáticas, em particular fricção, hidráulica, desempenho de máquinas e ergonomia. Seu mais importante trrabalho foi o paper Du calcul de l’effet des machines (1829), sobre princípios teóricos da mecânica, no qual introduziu os termos trabalho e energia cinética, com significado científico que hoje são conhecidos. Na hidráulica ficou conhecido pela criação do coficiente de Coriollis, aplicado para o cálculo da velocidade média de escoamento em canais abertos, um fator de correção a (alfa), denominado de coeficiente de Coriolis, no paper Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps (1835). Depois, um seu compatriota e contemporâneo, Pierre Vautier, que também foi diretor do Corps, dirimindo dúvidas do próprio Coriolis, concluiu que não era uma constante, decrescendo com o crescimento da velocidade média, sendo igual a 2,0 no fluxo laminar e 1,10 a 1,01 no hidráulico ou turbulento, embora nesta situação, na prática, possamos trabalhar como igual a 1,00, segundo o mesmo Vautier. Também foram muito prestigiados o trabalho matemático Théorie mathématique des effets du jeu de billiard (1835) e Traité de la mécanique des corps solides (1844)

FORÇA INERCIAL DE CORIOLIS (FIC)
Em um sistema em rotação (como é o caso da Terra) há uma força que afeta o movimento de um corpo de maneira diferente no hemisfério sul e no hemisfério norte. Devido à forma esférica da Terra, a FIC possui um sentido no hemisfério sul e sentido oposto no hemisfério norte, sendo de intensidade nula no Equador. É por causa da FIC que grandes camadas de ar entram em movimento de rotação originando os ciclones; ciclones que giram no sentido anti-horário no hemisfério norte e no sentido horário no hemisfério sul. Os movimentos das correntes oceânicas também são resultado da ação da FIC, bem como os desvios sofridos por projéteis em trajetórias de longo alcance.

É comum ouvir-se que, ao escoar por um ralo, no Hemisfério Sul da Terra, a água produz um vórtice ou redemoinho em sentido horário; já no Hemisfério Norte, o vórtice ocorreria em sentido anti-horário. A força inercial de Coriolis é apontada para
justificar tais comportamentos.

As possíveis causas dos redemoinhos em ralos:podem ocorrer em qualquer sentido, devido a fatores não
controlados tais como a forma da banheira, o movimento devido à sucção do tubo de escoamento, o rodopio residual do enchimento, as correntes de ar acima da água, e a forma e a posição do escoamento.

Apesar da força de Coriolis não ser responsável pelos redemoinhos que vemos cotidianamente em pias, banheiras etc, pode produzir notáveis efeitos em outras circunstâncias, como por exemplo:

Sobre massas que se desloquem com grande velocidade (centenas de metros por segundo) em relação à Terra como os projéteis de artilharia. Esses têm a sua trajetória defletida horizontalmente para a esquerda da direção da sua velocidade no Hemisfério
Sul e para a direita no Hemisfério Norte. Os desvios são tanto mais pronunciados quanto mais próximos dos pólos os projéteis estejam.
Sobre massas de ar que se movimentam com velocidades da ordem de dezenas de metros por segundo por longos intervalos de tempo, causando assim os já referidos ciclones.
Sobre massas que, apesar de terem baixas velocidades, se movimentam por tempos longos, quase livres de forças horizontais e perpendiculares à velocidade, exceto a de Coriolis. É o caso do pêndulo de Foucault, que tem o seu plano de oscilação lentamente rotado. O sentido e o período de rotação do plano de oscilação dependem da latitude. Por exemplo, no Hemisfério Sul o plano de oscilação gira em sentido antihorário com período de 24 horas no pólo, 48 horas em Porto Alegre (30 graus de latitude Sul) e 107 horas em Salvador (13 graus de latitude sul).

LEIA
Acerca de um mito: o vórtice de Coriolis no ralo da pia
https://www.fisica.net/ensino/acerca_de_um_mito_o_vortice_de_coriolis_no_ralo_da_pia.pdf

Construção de um Aparato Experimental Destinado à Demonstração do Efeito Provocado pela força de Coriolis
https://www.fisica.net/mecanicaclassica/coriolis.pdf

PÊNDULO A ROTAÇÃO DA TERRA
https://www.fisica.net/mecanicaclassica/pendulo_de_foucault.pdf

https://www.fisica.net/ebooks/fisicageral/ASLAMAZOV_The_Wonders_of_Physics.pdf

https://www.if.ufrgs.br/novocref/?s=força+inercial+coriolis

http://www.dec.ufcg.edu.br/biografias/GaspardG.html

http://www-groups.dcs.st-and.ac.uk/history/Biographies/Coriolis.html

https://pt.wikipedia.org/wiki/For%C3%A7a_inercial_de_Coriolis

Acerca de um mito: o vórtice de coriolis no ralo da pia
https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/6782

http://elprofedefisica.naukas.com/2011/05/16/la-verdad-sobre-el-caso-coriolis/

http://churrasconmeninas.com/2015/09/en-que-sentido-gira-el-agua-en-cada-hemisferio/

Bart e Lisa em A força de Coriolis

A força inercial ou pseudoforça de Coriolis é uma pseudoforça ou força inercial – não sendo portanto uma força na definição do termo – percebida apenas por observadores solidários a referenciais não-inerciais animados de movimento de rotação em relação a um referencial inercial que se afastam ou aproximam do centro deste movimento de rotação. A pseudoforça de Coriolis faz-se presente apenas quando o objeto encontrar-se em movimento em relação ao referencial não-inercial em consideração, mostrando-se sempre perpendicular à velocidade e também ao eixo de rotação do sistema não inercial em relação ao inercial.