b'\n_START_ARTICLE_\nForza di Coriolis\n_START_SECTION_\nDescrizione\n_START_PARAGRAPH_\nL\'animazione \xc3\xa8 una rappresentazione schematica dell\'effetto Coriolis, in cui un oggetto si muove rispetto a un disco rotante senza che vi sia attrito tra le due parti. In assenza di forze esterne, il corpo si muover\xc3\xa0 di moto rettilineo uniforme, se osservato da un sistema di riferimento inerziale, svincolato dal disco; se osservato da un sistema di riferimento solidale con il disco in rotazione, invece, sembrer\xc3\xa0 percorrere una traiettoria curva. In questo secondo caso, l\'osservatore concluder\xc3\xa0 che sull\'oggetto agisce una forza. L\'effetto \xc3\xa8 lo stesso che si produrrebbe con l\'applicazione di una forza trasversale alla direzione del moto, per questo motivo si parla di forza di Coriolis. Si tratta di una "forza apparente", poich\xc3\xa9 dipendente unicamente dal moto dell\'osservatore rispetto al riferimento inerziale, e non dall\'azione di qualche altro oggetto o di un campo di forze._NEWLINE_\xc3\x88 anche possibile interpretare il fenomeno come un "ritardo" del moto dell\'oggetto rispetto a quello del disco: per un osservatore in un sistema di riferimento inerziale, la velocit\xc3\xa0 tangenziale del disco aumenta in misura proporzionale alla distanza dal centro, mentre la velocit\xc3\xa0 dell\'oggetto rimane costante. Sulla Terra la situazione \xc3\xa8 analoga per un corpo in moto in direzione longitudinale (Nord-Sud): la distanza dall\'asse terrestre (l\'analogo dell\'asse di rotazione del disco nell\'esempio precedente) \xc3\xa8 nulla ai poli e massima all\'equatore. Dato che la Terra ruota da ovest verso est, se dal Polo Nord oppure dal Polo Sud ci dirigiamo inizialmente verso l\'Equatore, finiremo per essere "in ritardo" sulla rotazione e dunque il nostro moto acquister\xc3\xa0 una componente verso ovest. Se, viceversa, dall\'equatore andiamo verso uno dei due poli, saremo "in anticipo" e acquisiremo una componente del moto verso est. Precisiamo che, al di l\xc3\xa0 di questa rappresentazione intuitiva e parziale dal fenomeno, la forza di Coriolis si manifesta anche se inizialmente il moto non \xc3\xa8 longitudinale (e, nel caso del disco, anche se non \xc3\xa8 radiale).\n_START_SECTION_\nFenomenologia\n_START_PARAGRAPH_\nPer rappresentare adeguatamente l\'effetto Coriolis si pu\xc3\xb2 utilizzare uno specchio di mercurio rotante, come quelli realmente impiegati in astronomia. La superficie di una vasca di mercurio rotante assume la forma di un perfetto specchio parabolico._NEWLINE_Ogni particella di mercurio \xc3\xa8 in uno stato di equilibrio dinamico in cui la forza centrifuga \xc3\xa8 proporzionale alla distanza dal centro. Tutto il mercurio ruota con lo stesso periodo, come un\'unica massa. Un oggetto che galleggi ovunque sul mercurio si collocherebbe anch\'esso in equilibrio dinamico, trascinato in rotazione dal metallo. Questo \xc3\xa8 ottimale per il manifestarsi dell\'effetto Coriolis._NEWLINE_Per prima cosa si consideri la situazione in cui un oggetto, per esempio un piccolissimo hovercraft, sia sospeso sulla superficie del mercurio senza attrito, supponendo trascurabile anche l\'attrito dell\'aria._NEWLINE_L\'oggetto, non interagendo con la superficie non ne \xc3\xa8 trascinato, quindi consideriamo solamente il profilo del mercurio, non la sua rotazione. Dal punto di vista di un sistema inerziale, quando l\'hovercraft \xc3\xa8 lasciato andare da una posizione prossima al bordo della vasca, esso comincer\xc3\xa0 a oscillare da un lato all\'altro della superficie (che ricordiamo ha forma concava)._NEWLINE_Il moto dell\'hovercraft \xc3\xa8 formato da due moti oscillatori indipendenti lungo assi ortogonali, per esempio nord/sud ed est/ovest, dello stesso periodo della rotazione del mercurio. A seconda delle condizioni iniziali (posizione e velocit\xc3\xa0 con cui l\'hovercraft \xc3\xa8 lasciato libero), il moto risultante seguir\xc3\xa0 una traiettoria della forma di un segmento, di un\'ellisse o, nel caso di una perfetta simmetria, di un cerchio. Considerare la traiettoria ellittica come combinazione di due moti armonici aiuta a comprendere la fisica sottostante al fenomeno e a visualizzare la velocit\xc3\xa0 non costante dell\'oggetto nel seguire una traiettoria ellittica.\n_START_SECTION_\nMoto libero di Coriolis\n_START_PARAGRAPH_\nSi consideri la situazione in cui l\'hovercraft si muova lungo la traiettoria ellittica con un periodo identico a quello di rotazione del mercurio. In questo caso l\'unica forza che influenza il moto \xc3\xa8 la forza centripeta prodotta per effetto dell\'inclinazione della superficie._NEWLINE_Quando l\'hovercraft si trova in una delle posizioni B, la sua velocit\xc3\xa0 \xc3\xa8 inferiore a quella per la quale si avrebbe, per quella distanza dal centro di rotazione, l\'equilibrio tra forza centripeta e centrifuga. Si ha quindi una prevalenza di forza centripeta che accelera l\'hovercraft verso il centro del disco. Alla posizione B l\'hovercraft sta guadagnando velocit\xc3\xa0 e la forza centripeta sta compiendo lavoro consistente nell\'incremento dell\'energia cinetica di rotazione dell\'hovercraft. In posizione C l\'hovercraft si muove pi\xc3\xb9 velocemente della velocit\xc3\xa0 di equilibrio per quella distanza da centro, per cui si ha un difetto di forza centripeta e l\'hovercraft, non pi\xc3\xb9 trattenuto, tende ad allontanarsi dal centro. Nelle posizioni D l\'hovercraft risale l\'inclinazione perdendo velocit\xc3\xa0 ed energia cinetica, che viene convertita in energia potenziale._NEWLINE_Dal punto di vista di una telecamera solidale al disco rotante, l\'unico movimento percepibile \xc3\xa8_NEWLINE_quello dovuto alla differenza tra l\'orbita circolare e l\'orbita ellittica._NEWLINE_L\'hovercraft appare muoversi su una piccola traiettoria circolare in prossimit\xc3\xa0 del punto in cui \xc3\xa8 stato rilasciato._NEWLINE_Per ogni rivoluzione del sistema rotante l\'hovercraft compie due rotazioni._NEWLINE_Dal punto di vista matematico questa traiettoria circolare pu\xc3\xb2 essere ottenuta sottraendo_NEWLINE_una traiettoria circolare da una ellittica concentrica._NEWLINE_La dinamica dell\'eccentricit\xc3\xa0 di una traiettoria ellittica \xc3\xa8 chiamata dinamica di Coriolis._NEWLINE_La forza che compie il lavoro \xc3\xa8 diretta parallelamente all\'asse di rotazione dello specchio rotante. Nell\'esempio descritto si tratta della forza gravitazionale terrestre. L\'espressione forza di Coriolis in questo caso \xc3\xa8 una semplificazione di termini che riassume una dinamica complessa._NEWLINE_Facendo una analogia tra la dinamica di Coriolis su uno specchio parabolico e sulla terra,_NEWLINE_ovvero se fosse possibile sospendere un oggetto sulla superficie terrestre senza alcun attrito, cosa accadrebbe? \xc3\x88 stato calcolato come esempio che alla latitudine di 43\xc2\xb0 si avrebbe un moto circolare su un\'orbita di 100\xc2\xa0km in quasi 14 ore, a una velocit\xc3\xa0 di 10\xc2\xa0m/s.\n_START_SECTION_\nInterazione tra i sistemi, aggiunta dell\'attrito\n_START_PARAGRAPH_\nSi consideri ora il caso in cui siano presenti degli attriti. I due sistemi coinvolti sono il sistema di riferimento inerziale e il sistema rotante. La direzione in cui si manifesta la forza di inerzia \xc3\xa8 determinata dalla direzione dell\'accelerazione rispetto al sistema di riferimento inerziale, che \xc3\xa8 un punto di riferimento non rotante. Nel caso specifico il sistema rotante \xc3\xa8 il mercurio con l\'oggetto in contatto con la sua superficie. Normalmente il vettore della forza d\'inerzia e quello di trascinamento prodotto dall\'attrito puntano nella stessa direzione, ma non quando sia implicato un sistema in rotazione._NEWLINE_Quando alla dinamica del sistema viene aggiunto un attrito tra mercurio e hovercraft, l\'orbita ellittica si riduce progressivamente a una forma circolare._NEWLINE_Per l\'osservatore solidale con il sistema rotante, l\'orbita circolare di prima diventa un moto a spirale verso il centro. Si ha interazione tra i due sistemi: il trascinamento cambia un equilibrio dinamico, l\'orbita ellittica, in un altro equilibrio dinamico, l\'orbita circolare.\n_START_SECTION_\nDinamica di Coriolis applicata ai vortici\n_START_PARAGRAPH_\nSi ipotizzi ora che un dispositivo co-rotante prelevi una quantit\xc3\xa0 di mercurio, creando un abbassamento locale di livello._NEWLINE_Il mercurio comincer\xc3\xa0 naturalmente a fluire da ogni direzione per colmare il vuoto._NEWLINE_Definiamo ora nord il centro del disco, sud il bordo, ovest il senso orario ed est il senso antiorario._NEWLINE_Il mercurio che inizialmente fluisce in senso radiale in direzione nord diminuisce la sua velocit\xc3\xa0 tangenziale (Velocit\xc3\xa0 tangenziale=\xcf\x89*R dove \xcf\x89 \xc3\xa8 la velocit\xc3\xa0 angolare e R il raggio ovvero la distanza dall\'asse di rotazione) e deflette quindi verso destra. Viceversa il liquido che fluisce verso sud incrementa la sua velocit\xc3\xa0 tangenziale e deflette verso la sua destra. Questo caso corrisponde al modello della sedia rotante precedentemente descritta in cui le masse vengono avvicinate o allontanate per effetto di una forza radiale._NEWLINE_Il fluido in movimento verso est, nel senso di rotazione del disco, si sta muovendo a una velocit\xc3\xa0 superiore alla velocit\xc3\xa0 di equilibrio, per cui tende a risalire verso sud per allargare la sua traiettoria e il risultato \xc3\xa8 una deflessione verso destra._NEWLINE_Il fluido in movimento verso ovest ha una velocit\xc3\xa0 inferiore a quella di equilibrio e tende perci\xc3\xb2 ad avvicinarsi al nord e ancora si ha una deflessione verso destra. Questo caso equivale all\'esempio della sedia rotante in cui viene applicato un momento dall\'esterno, in questo caso costituito dal gradiente di livello del fluido._NEWLINE_Questa serie di eventi porta a quello che in meteorologia \xc3\xa8 la legge di Buys-Ballot._NEWLINE_Il risultato \xc3\xa8 che il mercurio intorno alla depressione tende ad assumere un movimento a spirale. Se il bacino ruota in senso antiorario, allora anche il vortice ruota in senso antiorario. (Nell\'esempio precedente di moto non vincolato, la rotazione antioraria si rifletteva in una apparente rotazione oraria dell\'oggetto rispetto al sistema rotante)._NEWLINE__NEWLINE_La forza causata dalla depressione nel mercurio provoca la deflessione verso sinistra, mentre senza questo effetto sarebbe verso destra._NEWLINE_Se il vortice si contrae, come imposto dalle forze centripete descritte, allora la velocit\xc3\xa0 angolare aumenta. L\'attrito tende a frenare il vortice, ma la presenza delle forze che causano la contrazione ha l\'effetto di mantenere alta la velocit\xc3\xa0 di rotazione._NEWLINE_Per avere un moto circolare stabile rispetto al riferimento inerziale, l\'intensit\xc3\xa0 della forza centripeta deve essere:_NEWLINE_F = m\xcf\x89v (dove \xcf\x89 \xc3\xa8 la velocit\xc3\xa0 angolare)._NEWLINE_Nel caso del vortice sul mercurio ruotante, l\'intensit\xc3\xa0 della forza inerziale \xc3\xa8 determinata dalla velocit\xc3\xa0 reale rispetto al sistema inerziale. Quando questa \xc3\xa8 espressa relativamente al sistema rotante, la forza \xc3\xa8 data da:_NEWLINE_F = 2m\xcf\x89v. (dove \xcf\x89 \xc3\xa8 la velocit\xc3\xa0 angolare e v \xc3\xa8 la velocit\xc3\xa0 della massa rispetto al sistema rotante).\n_START_SECTION_\nEffetto E\xc3\xb6tv\xc3\xb6s\n_START_PARAGRAPH_\nIl principale impatto pratico della forza di Coriolis \xc3\xa8 dovuto alla componente della forza parallela al terreno, ma c\'\xc3\xa8 un altro effetto dovuto alla forza di Coriolis, cio\xc3\xa8 l\'effetto E\xc3\xb6tv\xc3\xb6s, dovuto all\'altra componente della forza, quella verticale. A prescindere dall\'emisfero in cui si trovano, oggetti in moto da est verso ovest subiscono una forza diretta verso il basso (che accresce leggermente l\'effetto della forza di gravit\xc3\xa0: gli oggetti sono pi\xc3\xb9 pesanti), mentre gli oggetti in moto nel verso opposto subiscono una forza diretta verso l\'alto (sono pi\xc3\xb9 leggeri). L\'effetto \xc3\xa8 massimo all\'equatore e nullo ai poli, ma l\'effetto \xc3\xa8 comunque troppo piccolo rispetto alle altre forze coinvolte (gravit\xc3\xa0, reazioni vincolari, ecc.) per avere un\'importanza significativa in fenomeni dinamici.\n_START_SECTION_\nAltre manifestazioni del fenomeno\n_START_PARAGRAPH_\nUna conseguenza notevole dell\'effetto Coriolis \xc3\xa8 espressa dal teorema di Taylor-Proudman: in un sistema idrodinamico in rotazione in cui la forza di Coriolis \xc3\xa8 un termine dominante (ovvero in cui i flussi avvengono su scale confrontabili col moto di rotazione, corrispondente a un basso valore del numero di Rossby, Ro) e in cui gli attriti dovuti alla viscosit\xc3\xa0 sono trascurabili (corrispondente a un alto numero di Reynolds, Re), tutte le soluzioni stabili delle equazioni di Navier-Stokes hanno la caratteristica che la velocit\xc3\xa0 del fluido \xc3\xa8 costante lungo ogni linea parallela all\'asse di rotazione._NEWLINE_Spesso negli oceani si verificano situazioni che soddisfano le condizioni del teorema (negli oceani Re \xc3\xa8 universalmente piccolo, e valori comuni come 0,1\xc2\xa0m/s per la velocit\xc3\xa0 tipica del flusso, 4 km per la profondit\xc3\xa0 e dunque in approssimazione di acqua bassa, e un valore per f di 10\xe2\x81\xbb\xe2\x81\xb4 s\xe2\x81\xbb\xc2\xb9 corrispondono a un valore per Ro di circa 0,25, che \xc3\xa8 trascurabile): in quei casi si possono osservare le cosiddette colonne di Taylor, in cui la velocit\xc3\xa0 dell\'acqua \xc3\xa8 identica in tutti i punti su una verticale._NEWLINE_Pi\xc3\xb9 in generale, il teorema di Taylor-Proudman \xc3\xa8 largamente impiegato quando si ha a che fare con i flussi atmosferici, in astrofisica (vento solare, dinamica di Giove) e problemi industriali come per esempio la progettazione di turbine._NEWLINE_Effetti della forza si manifestano anche in fisica atomica. Nelle molecole poliatomiche, il moto molecolare pu\xc3\xb2 essere descritto come una rotazione rigida pi\xc3\xb9 una vibrazione delle parti attorno alla posizione di equilibrio._NEWLINE_Gli atomi risultano cos\xc3\xac in movimento relativamente a un sistema di riferimento rotante (la molecola). Una forza di Coriolis \xc3\xa8 quindi presente e induce gli atomi a muoversi in una direzione perpendicolare rispetto all\'oscillazione iniziale. Questo produce una particolare confusione nello spettro molecolare, tra i livelli rotazionali e vibrazionali._NEWLINE_Gli insetti del gruppo dei ditteri e dei lepidotteri utilizzano due minuscole strutture vibranti sui fianchi del corpo per percepire gli effetti della forza di Coriolis. Questi organi svolgono un ruolo chiave nell\'abilit\xc3\xa0 degli insetti nel volo acrobatico.\n_START_SECTION_\nEffetto sugli scarichi dei lavandini\n_START_PARAGRAPH_\n\xc3\x88 un\'idea diffusa che l\'effetto Coriolis determini il senso di rotazione dei vortici che si creano quando si stappa lo scarico di un lavandino: nell\'Emisfero boreale la rotazione sarebbe in un senso (antiorario), mentre sarebbe opposta nell\'Emisfero australe (orario)._NEWLINE_In particolare, nei paesi equatoriali, sono comuni acchiappaturisti gli spettacoli che perpetrano questa leggenda metropolitana._NEWLINE_Solitamente in essi ci si avvale di una bacinella, un tappo ed un secchio che vengono spostati di volta in volta a ridosso, a Nord e a Sud della linea equatoriale. Inizialmente, quando si stappa sull\'equatore, l\'acqua attraversa lo scarico senza praticamente ruotare. Ci\xc3\xb2 avviene perch\xc3\xa9 il recipiente \xc3\xa8 simmetrico e l\'acqua viene lasciata al suo interno sufficientemente a lungo da risultare ferma. Successivamente si sposta la bacinella e la si rimpingua. Quando si stapper\xc3\xa0 nuovamente l\'acqua vorticher\xc3\xa0 nello scarico, in maniera qualitativamente coerente con la leggenda. Questo differente comportamento \xc3\xa8 ottenuto tramite una sapiente tecnica di versamento dell\'acqua. Questa nelle migliori esecuzioni viene travasata inizialmente dal secchio nel centro della bacinella per poi, durante lo scolo, spostare progressivamente il punto di versamento verso destra o sinistra, generando vortici rispettivamente destrogiri e levogiri, in maniera invisibile agli spettatori. Alcuni esecutori meno accorti non cominciano nemmeno a versare dal centro._NEWLINE_Con questo versamento asimmetrico si dota l\'acqua di una vorticit\xc3\xa0 intrinseca, che viene poi trasferita al mulinello generato dallo scolo ma che (se il gioco di prestigio \xc3\xa8 ben eseguito) non \xc3\xa8 visibile nelle increspature ad occhio nudo fintanto che non viene aperto lo scarico. L\'effetto pu\xc3\xb2 essere facilmente replicato anche alle nostre latitudini._NEWLINE_Esistono comunque anche studi seri inerenti all\'argomento._NEWLINE_Lavorando analiticamente ad esempio \xc3\xa8 possibile valutare la rilevanza dell\'effetto Coriolis sul verso di rotazione dell\'acqua nello scarico e costruire esperimenti in cui detto effetto \xc3\xa8 responsabile della rotazione del fluido. _NEWLINE_Vale ancora una volta la pena sottolineare come l\'effetto Coriolis in sistemi dimensionalmente simile a quelli dell\'esperienza quotidiana \xc3\xa8 diversi ordini di grandezza inferiore rispetto a molti altri contributi: la geometria della vasca e dello scarico, l\'inclinazione del piano e soprattutto il movimento che aveva inizialmente sono effetti dominanti sulla dinamica del moto dell\'acqua._NEWLINE_Esistono per\xc3\xb2 opportune configurazioni sperimentali per cui, con i dovuti accorgimenti, \xc3\xa8 possibile azzerare gli altri contributi e trovare una piena correlazione (qualitativa e numerica) tra il verso di rotazione dello scarico e l\'emisfero dove ci si trova._NEWLINE_Se si prende una vasca piatta e circolare, con uno scarico piccolo e liscio, avendo cura di attendere che l\'acqua sia perfettamente ferma e stappando con cura, \xc3\xa8 possibile osservare l\'influenza della forza di Coriolis. Vale tuttavia la pena notare che, data l\'esigua grandezza delle forze in gioco, bisogna lasciare a riposo l\'acqua per alcuni giorni, in una stanza sigillata e lontano dal passaggio di mezzi pesanti. Le correnti d\'aria barometriche, i moti vorticosi interni del liquido e le vibrazioni indotte dai camion hanno infatti all\'incirca lo stesso ordine di grandezza del fenomeno che si vuole osservare. _NEWLINE__NEWLINE_Anche queste seconde verifiche sperimentali confermano che la teoria degli scarichi \xc3\xa8 una falsa credenza.\n_START_SECTION_\nAltri utilizzi\n_START_PARAGRAPH_\nLa forza di Coriolis deve essere considerata nel calcolo delle traiettorie di razzi, proiettili di artiglieria e anche di pallottole a lungo volo, dove per queste ultime l\'effetto, sebbene spesso trascurabile, \xc3\xa8 anche in grado di produrre una deviazione di pochi centimetri su obiettivi distanti un chilometro.'