Sabe porque é que os ventos dominantes no Hemisfério Norte são de oeste e porque é que os ventos dos tufões e furacões rodam em direcções opostas nos dois hemisférios? É pela mesma razão que um objecto quando cai não cai precisamente na vertical e que a trajectória de um avião viajando em direcção a Norte aparece num mapa com uma curvatura para a direita. E exactamente pela mesma razão que, quando se está dentro de um carrosel e se atira uma bola ela parece descrever uma curva.
O efeito de Coriolis
No equador, o movimento para leste da Terra devido à sua rotação é de cerca de 1670 km/h mas esta velocidade vai decaindo à medida que caminhamos para os pólos (1450 km/h a 30ºN de latitude). Se em Lisboa medirmos a velocidade da Lua, usando, por exemplo, um aparelho baseado no efeito de Doppler, verificaremos que ela parece aproximar-se de nós a cerca de 1279 km/h quando nasce e a afastar-se de nós à mesma velocidade quando se põe. De facto somos nós que estamos a mover-nos a essa velocidade, devido à rotação da Terra.
Por causa do efeito da rotação da Terra em direcção a Leste, um objecto quando cai não cai precisamente na vertical. Cai num ponto ligeiramente a leste da vertical. A diferença é mínima, claro. Uma queda de 1 km de altura corresponde a um deslocamento de apenas 70 cm. O fenómeno pode ser explicado notando que a velocidade tangencial devida à rotação no alto de uma torre de 1 km de altura é ligeiramente superior à da sua base por causa do raio de rotação ser maior (em Lisboa seria de cerca de 1280 Km/h em vez dos 1279 km/h no solo). Por essa razão, visto do espaço, o objecto descreveria um arco e cairia num ponto mais a leste. No mesmo intervalo de tempo, a base da torre ter-se-ia movido também no espaço, por causa da rotação da Terra, mas como a velocidade radial no solo é menor ter-se-ia movido menos para Leste.
  • Note que esta é apenas uma explicação aproximada do fenómeno. De facto, como veremos a seguir, o efeito conjunto da aceleração de Coriolis e da aceleração centrífuga, devidas ao movimento de rotação da Terra, fará com que o objecto caia a sudeste da vertical, no Hemisfério Norte e a nordeste da vertical, no Hemisfério Sul.
No hemisfério norte, quanto um míssil é enviado de uma latitude média em direcção a Norte vai viajar sobre regiões que giram a menor velocidade do que o local de onde foi lançado. O míssil acabará então por se ir deslocando cada vez mais para leste do meridiano de disparo. Num mapa, a sua trajectória aparecerá com uma curvatura para a direita. No hemisfério sul, a curvatura será para a esquerda.
  • Note, no entanto, que, de facto, o efeito será análogo para um míssil enviado noutra qualquer direcção e que a trajectória do míssil seria descrita como uma linha recta perfeita por um astronauta que a visse da Lua! Este modo de «explicar» o aparecimento da força de Coriolis é um bocado enganador, porque a força de Coriolis opera independentemente da direcção na qual um objecto se move. ( ver A aceleração de Coriolis à superfície da Terra )
  • Outro modo de interpretar este fenómeno é notar que, para que o momento angular m w r2 seja conservado, a velocidade angular w (rad/s) tem que aumentar quando a distância r ao eixo de rotação diminui. (V= wr).
Este efeito, chamado o efeito de Coriolis (com o nome do matemático francês Gustave Gaspard Coriolis, 1792-1843), torna-se importante quantitativamente quando um objecto se desloca distâncias grandes num movimento livre em relação à Terra sólida. E afecta, por isso, os movimentos das massas de ar e as correntes oceânicas, como a corrente do Golfo. Como resultado do efeito de Coriolis, as correntes oceânicas, propelidas pelo vento, são deflectidas para a direita no Hemisfério Norte, por causa da rotação para leste da Terra. Se a Terra não rodasse, existiria uma componente dominante norte/sul no fluxo de circulação atmosférica (e oceânica) à superfície. É a força de Coriolis resultante da rotação que impede o ar que sobe no equador de chegar aos pólos e gera uma componente dominante este/oeste no fluxo das células de circulação atmosférica (e oceânica) e causa os ventos em espiral dos tufões e furacões, em sentidos opostos nos dois hemisférios.
O efeito da força de Coriolis é também visível nos trilhos dos caminhos de ferro que se gastam mais depressa num lado do que no outro e nos leitos dos rios, que são mais profundos num lado do que no outro.
 
 

A força de Coriolis é uma força «aparente»

A força de Coriolis é uma força que surge num sistema referencial em rotação que tende a alterar a trajectória dos corpos em movimento. Diz-se, por vezes, que é uma força «aparente» porque não resulta de nenhuma acção de tracção real (puxar ou empurrar) mas apenas do acto de se medirem as coordenadas em respeito a um sistema de coordenadas rotativo. Se as coordenadas forem medidas relativamente a um sistema inercial, não existe força de Coriolis. A força de Coriolis não executa trabalho, porque é perpendicular à direcção do movimento (não provoca um aumento de energia cinética - apenas uma curvatura da trajectória), mas é evidentemente uma força tão real como qualquer outra força, provocando a aceleração de um objecto com uma dada massa. Desde que se adoptou a teoria da relatividade que se deixou de considerar sistemas de coordenadas preferidos. A partir do momento em que se adopta um sistema de coordenadas, surge um conjunto de forças associado a ele. Quando se muda de sistema, algumas forças desaparecem e outras novas aparecem. Num sistema de coordenadas rotativo surge a força centrífuga e, para objectos que se movam relativamente a ele, aparece uma força adicional: a força de Coriolis. Mas são forças tão reais como qualquer outra força.