Force de Coriolis : Définition, schéma et exemples

La force de Coriolis est une conséquence de la conservation du moment angulaire dans un système en rotation. Quand un objet bouge dans un système de référence en rotation, il expérimente une force fictice appelée force de Coriolis, qui agit perpendiculairement à sa vitesse. Cette force fait que la trajectoire de l'objet se dévie, ce qui donne l'impression qu'il suit une courbe.

La force de Coriolis a des effets sur plusieurs phénomènes naturels différents. Pour exemple, sur Terre, la force de Coriolis influe sur la direction des vents et des courants océaniques. Dans l'hémisphère Nord, les objets en mouvement se dévient vers la droite alors que dans l'hémisphère Sud ils dévient vers la gauche.

Il est également responsable d'un autre phénomène connu sous le nom de gyroscope, phénomène utilisé dans les avions, les navires et d'autres appareils de navigation pour maintenir la stabilité et l'orientation.

Ce phénomène trouve son origine dans la rotation de la Terre et sur son influence sur les objets en mouvement. Imaginez que vous vous trouviez sur la Terre et que vous observiez le mouvement d'un objet en ligne droite. De votre point de vue, l'objet semble se déplacer en ligne droite sans aucune déviation. Cependant, du point de vue d'un observateur situé dans l'espace, il verra que cet objet suit une courbe.

Cette déviation est due à la rotation de la Terre. Au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'équateur vers les pôles, la vitesse linéaire d'un point à la surface de la Terre diminue. En d'autres termes, cela veut dire qu'en un point donné, un objet se déplace plus vite que la zone qui l'entoure, ou inversement.

La force de Coriolis se manifeste par une force fictive agissant perpendiculairement à la vitesse d'un objet en mouvement dans un référentiel en rotation, comme la Terre. Dans l'hémisphère nord, cette force dévie le mouvement vers la droite, tandis que dans l'hémisphère sud, elle le dévie vers la gauche.

Il est important de noter que la force de Coriolis ne se manifeste que pour des objets se déplaçant sur de grandes distances ou à des vitesses importantes. Dans notre vie quotidienne, nous ne le remarquons pas dans les objets courants car son effet est très faible.

Voici pour les plus matheux d'entre-vous la formule de la force de Coriolis : Fc = 2mVR' x Ω.

Cyclones

Causés par la force de rotation des masses atmosphériques de son centre. Les cyclones se créent quand l'air est poussé des zones chaudes de basse pression vers des zones humides à haute pression. A mesure que la masse d'air tourne, l'air est attiré vers le centre. Ceci fait que l'air de l'hémisphère Nord se double vers la droite ; par conséquent, un cyclone tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. A l'inverse, dans l'hémisphère Sud, l'air se courbe vers la gauche, ce qui fait qu'ils tournent dans le sens des aiguilles d'une montre.

Pour en apprendre un peu plus sur les cyclones, c'est par ici : Qu'est-ce qu'un cyclone ?

Le vent

Le vent est transporté par des molécules d'air qui agissent sur la force de Coriolis. Les vents qui soufflent localement sont similaire aux cyclones, et quand ils soufflent dans l'hémisphère Nord, l'air se déplace vers la droite, alors que dans l'hémisphère Sud, vous l'aurez compris, l'air se déplace vers la gauche.

Dans cet article on vous dit tout sur les alizés !

Bateau en mer

Quand on regarde un bateau, on peut avoir l'impression qu'il a été dévié de sa route par l'eau et le vent. Comme on vient de le voir, l'eau et le vent sont tous deux affectés par la force de Coriolis. Pour tous les types de mouvement, on utilise toujours la Terre comme référence. Quand on observe les navires qui naviguent sur la mer depuis le bord de mer, ils semblent suivre une trajectoire incurvée. Cette force n'affecte pas le marin pendant qu'il navigue, car la force de Coriolis est bien moins influente que les autres forces agissant sur le navire.

Dans cet autre article, on vous parle des courants marins !

Balles

Après avoir été tirée, une balle peut manquer légèrement sa cible. Si elle est tirée de très loin, la trajectoire de la balle changera légèrement en raison de la force de Coriolis, ce qui affectera la précision du tir. Si la cible est à l'Est, la balle atteint la cible à une altitude plus élevée que celle prévue. Si la cible se trouve à l'ouest de l'arme, la balle atteindra la cible plus loin que prévu.

Force de Coriolis du lavabo

Les forces de Coriolis affectent aussi le lavabo, mais elles sont négligeables car nous utilisons la Terre comme cadre de référence. Les siphons de lavabo sont très petits par rapport à la Terre.

En raison de l'accélération angulaire, l'eau tourbillonne. Lorsque l'eau s'écoule, la déviation dans la direction de l'écoulement de l'eau ne peut pas être prédite et ne peut donc pas être calculée. Bien qu'il y ait une force de Coriolis négligeable dans le processus de dreinage.

Avion

Les pilotes sont conscients des forces de Coriolis qui touchent les avions. En raison des vents prédominants, l'avion semble s'écarter de sa trajectoire alors que ce n'est pas le cas. Autre exemple : pour une personne observant la trajectoire d'un avion depuis le sol, l'avion semble se déplacer sur une trajectoire courbe alors qu'il se déplace sur une trajectoire droite.

Céramique

Un potier doit comprendre la force de Coriolis car ses pots sont fabriqués en faisant tourner le tour du potier. Le potier se trouve dans un cadre d'inertie et utilise cette force pour pouvoir fabriquer la poterie.

Concluons notre article avec un schéma de la force de Coriolis !

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