quinta-feira, 15 de novembro de 2012

Por que a água que escorre pelo ralo de uma pia gira em sentidos inversos nos dois hemisférios?


A Terra não é um referencial inercial (um referencial é inercial se uma partícula sobre a qual não atuam forças é vista, nesse referencial, em repouso ou em movimento retilíneo uniforme) pois gira em torno do seu eixo. Um ponto, por exemplo, da sua superfície, descreve um círculo a cada 24 horas. Como todo movimento curvo é necessariamente acelerado, o nosso referencial Terra não é inercial. Por outro lado, a segunda lei de Newton, como normalmente enunciamos (força aplicada = massa x aceleração) só vale em referenciais inerciais. Quando o referencial não é inercial, essa lei precisa de correções. As correções são introduzidas sob forma de forças inerciais: força aplicada + força inercial = massa x aceleração. É como se a partícula estivesse submetida não somente às forças aplicadas por outros corpos materiais mas também por uma força inercial (também chamada de força fictícia). Esse é o preço que pagamos por não sermos um referencial inercial. Existem vários tipos de força inercial mas a força relevante para a pergunta é a de Coriolis. Essa força é sempre lateral, isto é, perpendicular à velocidade da partícula. Para objetos movendo-se na superfície da Terra, a força de Coriolis produz um desvio (em relação à direção da velocidade) para a direita no hemisfério Norte e para a esquerda no hemisfério Sul. Quando massas de ar começam a se deslocar radialmente em direção a uma região de baixa pressão, no hemisfério Sul elas adquirem um movimento lateral como indicado na figura acima. O resultado é a circulação horária da massa de ar, que constitui um anticiclone. No hemisfério Norte a circulação é anti-horária , formando os ciclones. Tudo isso se aplica também à água escorrendo pelo ralo de uma banheira ou de uma pia: ela circula no sentido horário no nosso hemisfério e no sentido anti-horário no hemisfério Norte (Carlos Maurício Chaves. Departamento de Física, Pontifícia Universidade Católica/RJ; Ciência Hoje, Junho de 1999).

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