Bonjour,
J'ai été jeune chercheur,
Je voulais faire part de mes conclusions sur la force de Coriolis. Des alertes ont été formulés à répétition par des chercheurs reconnus, notamment Anders Persson, sur le problème de l'enseignement et le trouble ressenti par les étudiants. J'ai travaillé le sujet depuis des mois et voici le résultat.
La vraie base de compréhension de la force de Coriolis est physique, à savoir la présence d'un mode, ressemblant à un mode propre, poussant au "cercle d'inertie" (qui n'est pas inertiel, sic) avec la condition suivante : une force newtonienne centripète opposée constamment à l'effet centrifuge. Ce mode est soit seul (cercle d'inertie visible), soit en compétition (exemple : géostrophie).
Le cercle d'inertie est visible ici
https://www.youtube.com/watch?v=UmbOIfkdnac
Ce mode n'est pas réactif, il agit constamment avec la même force. Dans le référentiel fixe, c'est une alternance d'inertie et de force de rappel avec input et output d'énergie cinétique par échange avec l'énergie potentielle. Cette complexité se résume dans le référentiel tournant par ... la force de Coriolis !
https://www.cleonis.nl/physics/phys256/coupling.php
Si la base de compréhension est physique, ça veut dire que les formules géométriques de référentiel tournant sont une dérivation ? La réponse est subtile : ça dépend du point de vue !
On peut commencer par le plus simple pour un physicien : créer une force centripète virtuelle pour tout référentiel tournant. Dans ce cas, la force de Coriolis en référentiel tournant est une virtualité suivant la présence d'une force centripète virtuelle. En effet, on peut décomposer n'importe quelle force newtonienne F en une somme virtuelle F=Fcentripète*+Fautres* .
Si F=0, alors Fautres* = Fcentrifuge*. Ca veut dire que pour imposer une force centripète virtuelle conduisant à un effet de Coriolis virtuel il faut ajouter un terme correctif : Fcentrifuge*
Schématiquement : dynamique=dynamique virtuelle + correction
Tout se passe comme si le géomètre considère que la base de raisonnement des trajectoires en référentiel tournant est de partir du cercle d'inertie et corriger après coup.
Que s'est-t-il passé historiquement ? Et bien les géomètres sont tombés tous seuls sur la force de Coriolis alors même qu'ils n'avaient aucune idée du phénomène "cercle d'inertie". Cela ressemble peut-être à un magnifique hasard.
Le problème de la méthode géométrique est qu'elle n'associe pas la force de Coriolis à un phénomène physique de base, croyant que les dérivations géométriques ont un pouvoir de révélation. En réalité, le phénomène physique de base se comprend même dans le référentiel fixe et la transformation géométrique en référentiel tournant se comprend sans passer par la formule historique du référentiel tournant.
Ce qui dissipe bien le trouble est de voir le phénomène physique de base qui définit la force de Coriolis. Contrairement au cas du simple référentiel tournant qui introduit des termes virtuels, on a dans les systèmes tournants cohérents un mode qui pousse, avec une signature énergétique absolue, à former des cercle d'inertie. Ce mode, avec sa signature énergétique, peut s'opposer aux autres modes, Dans le référentiel tournant, c'est une opposition entre vecteurs.
Finalement, le fait de pouvoir définir une force de Coriolis virtuelle dans n'importe quel référentiel tournant est de priorité secondaire. La physique s'intéresse à la force de Coriolis en raison du paragraphe précédent.
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