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Force de Coriolis : intuition

Posté par
jean78
28-09-19 à 17:29

Bonjour,

j'arrive facilement à comprendre la déviation vers l'est (due à Coriolis) d'un objet se déplacement de l'équateur vers le pôle nord : différence de vitesse entre l'équateur et les zones plus au nord.

Il se trouve que Coriolis produit également une force vers le nord ou le sud lorsqu'un objet se déplace uniquement vers l'est ou l'ouest. Je n'arrive à comprendre intuitivement pourquoi cet effet existe.

Si vous avez une explication.

Merci !

Posté par
vanoise
re : Force de Coriolis : intuition 28-09-19 à 22:22

Bonsoir
C'est vrai que la notion de force de Coriolis n'est pas  intuitivement simple. De nombreuses tentatives d'explications qualitatives qui se veulent simples, sur internet ou ailleurs, sont fausses ou imprécises, en particulier sur le pendule de Foucault.
Parfois, il vaut mieux se fier aux propriétés du produit vectoriel \overrightarrow{V_{/terre}}\wedge\overrightarrow{\Omega}.
Tout de même, pour essayer de comprendre intuitivement l'effet d'un déplacement horizontal vers l'est ou l'ouest, tu peux tenter l'expérience suivante si tu disposes d'un globe terrestre ou, à défaut, d'un ballon de basket et d'un bout de ficelle. Tu fixes l'extrémité de la ficelle en un point S à la surface du globe sur un parallèle tracé sur le globe. Pour visualiser un déplacement horizontal vers l'ouest, tu tends la ficelle vers l'ouest, la ficelle étant tangente au globe. Imagine maintenant un point M quelconque de la ficelle . Si O désigne le centre de la terre, il apparaît clairement que la verticale locale de M définie comme l'intersection de la surface du globe avec la droite  (OM) n'est pas sur le parallèle passant par S mais un peu plus au nord. Tu peux bien sûr ensuite tendre la ficelle vers l'est...

Posté par
jean78
re : Force de Coriolis : intuition 29-09-19 à 16:02

Citation :
Si O désigne le centre de la terre, il apparaît clairement que la verticale locale de M définie comme l'intersection de la surface du globe avec la droite  (OM) n'est pas sur le parallèle passant par S mais un peu plus au nord.


D'après ce raisonnement, un objet se déplacement vers l'ouest devrait être "attiré" vers le nord non ?
Or la formule de Coriolis dit qu'il devrait plutôt aller vers le sud (dans l'hémisphère nord).

Posté par
vanoise
re : Force de Coriolis : intuition 29-09-19 à 16:32

Citation :
D'après ce raisonnement, un objet se déplacement vers l'ouest devrait être "attiré" vers le nord non ?

C'est bien le cas : dans l'hémisphère nord, une déviation vers l'ouest s'accompagne d'une faible déviation vers le nord alors qu'une déviation vers l'est s'accompagne d'une faible déviation vers le sud. Le deuxième cas correspond (entre autres) au cas d'une chute dans hémisphère nord ()
Pour t'en convaincre, tu peux t'intéresser à la composante horizontale du vecteur
\overrightarrow{V_{/terre}}\wedge\overrightarrow{\Omega} lorsque le vecteur  \overrightarrow{V_{/terre}} est horizontal et orienté vers l'ouest ou vers l'est.

Posté par
jean78
re : Force de Coriolis : intuition 29-09-19 à 17:24

Dans l'exemple du ballon de basket, si je tends la ficelle vers l'est, l'intersection (OM)-globe se fera aussi plus au nord non ?
Aussi je n'arrive pas à comprendre comment cet exemple prend en compte la rotation de la Terre.

Posté par
jean78
re : Force de Coriolis : intuition 29-09-19 à 18:08

En fait j'ai compris.
Coriolis n'entraîne ni vers le nord ni vers le sud en fait. Si je me déplace vers l'est, le sol sous mes pieds aura tendance à aller vers le bas, donc j'irai vers le haut (inversement lorsque je vais vers l'ouest).

Si maintenant j'ajoute la gravité : elle va naturellement m'entraîner vers le sud si je me déplace vers l'est ou l'ouest (dans l'hémisphère nord). En ajoutant la rotation, un observateur sur l'hémisphère nord verra un objet ayant au départ une vitesse vers l'ouest être dévié vers le nord par rapport à la trajectoire qu'il aurait eu sans rotation.



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