Referencial Girante E Força De Coriolois

Transcript

referencial girante e força de coriolis notas de aula do prof. raul abramo fep 2196 Referenciais acelerados : forças de inércia 1. Seja um referencial inercial S e outro, S’ , que tem uma aceleração A com respeito a S: S’ S • Cada referencial, S e S’, mede uma aceleração diferente: • Em S: • Em S’: Fin = - m A “Força inercial” notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis 2. Suponha agora que o referencial S’ está girando com relação ao referencial S, com velocidade angular Ω : fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis fep 2196 • A velocidade e a aceleração no sistema de coordenadas polares S são: • No referencial S’ as expressões são exatamente as mesmas (é só pôr a Substituindo acima, temos: ’ ): notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis fep 2196 • Essas acelerações “extras” são sentidas pelos corpos que estão girando junto com o referencial não-inercial do disco (S’) e constituem as forças de inércia. Lembrando que a velocidade angular de rotação do disco Ω aponta na direção z, podemos escrever a força inercial no referencial girante do disco de uma maneira matematicamente elegante como: • N.B.: A expressão acima foi derivada no caso do disco girante. Mas no caso de movimento tridimensional num referencial esférico que gira ao redor de um eixo com velocidade angular Ω (como o planeta Terra, por exemplo), a expressão da força de inércia é exatamente a mesma!! (A álgebra é um pouco mais longa, mas vale a pena calcular – tente!) notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis Coordenadas Cilíndricas (“polares + z”) fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis Coordenadas Esféricas θ : Leste-Oeste ϕ : Norte-Sul fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis Coordenadas Esféricas fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis θ : Leste-Oeste ϕ : Norte-Sul fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis fep 2196 Força de Coriolis em Coordenadas Esféricas Subida/ descida Compon. radial notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis fep 2196 p/ direita no hemisfério N, p/ esquerda no hemisfério S Queda livre: desvio p/ Leste Aceler. radial (muito peq.) notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis Formação de furacões (Hemisfério Norte) fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis Furacões nos hemisfério Norte e Sul fep 2196 notas de aula do prof. raul abramo referencial girante e força de coriolis fep 2196