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mardi 14 janvier 2014

Coriolis



De toucher une cible en mouvement avec une balle est théocratiquement facile. Le lanceur doit seulement observe le mouvement et jet la balle dans la direction de la cible mais avec une aberration pour le déplacement fait pendant la trajectoire de la balle.

La tache devient impossible quand le lanceur ne se rend pas compte qu’il est en mouvement vis-à-vis la cible. Comme montre cette vidéo c’est le cas sur un carrousel. En effet, il y a une probabilité que le lanceur se frappe soi-même. Pour éviter une rotation extrême, l’exemple utilise au lieu une balle qui roule.
 

L’effet s’appelle Coriolis parce que Gaspard-Gustave Coriolis l’a décrit dans son livre intitulé « Du calcul de l'effet des machines » de 1829.   

Cependant, plus ou moins sans le savoir, nous somme tous sur un type de carrousel, la terre. La rotation est de 360 degrés tous les 24 heures mais dans ce cas la rotation est un peu plus compliquée. Sur le pôle nord l’axe est à 100% verticale mais sur l’équateur il est à 100% horizontal. Pour cette discussion c’est le composant vertical qui est d'intérêt et il varie entre 100% et 0%.


C’est pour cette raison qu’un gros volume d’air poussé dans une direction, soit sur l’hémisphère nord, soit sur l’hémisphère sud, suive une trajectoire si courbé qu’il devint un tourbillon. Dans ce cas le lanceur n’est pas un humain mais des phénomènes atmosphériques assez compliqués.

La force Coriolis est faible sur la terre. À latitude de Stockholm et une vitesse de l'eau de 1,0 m/s, (les tourbillons ce développent aussi comme courants dans la mer), elle correspond à une accélération de 0,0001 m/s². Comparé avec la gravitation, 9,81 m/s², elle est donc 100 000 fois inférieure. Néanmoins, pour que l’effet soit important il faut des masses de l’air ou l’eau étendu sur de nombreuses kilomètres.  

Est-ce-que les tourbillons formés juste au-dessus les drains des baignoires dans les hémisphères nord et sud tournent dans le même sens que les dépressions métrologiques ? L’idée est répandue. Donnés des conditions idéales, elle est aussi vraie. Pourtant ces conditions impliquent l’absence totale de plusieurs perturbations :

·        Mouvement préexistant de l'eau. Si l'eau est déjà en rotation, même si très lent, avant d'être drainée, cette direction est presque certainement une incidence de la sens de rotation.
·        La forme géométrique du récipient.
·        La souplesse des surfaces du récipient.
·        La localisation du drain.

L'article de Wikipedia mentionne quand même une expérience fait par un physicien qui en 1908. Il a avec succès démontré l'effet dans un grand récipient circulaire de plus de 1000 litres. En prenant toutes genre de percutions, telle que de laisser l’eau se tranquilliser pendant 24 heures dans une pièce de températures stabilisés, il a pu constater que la rotation toujours allait dans le sens inverse des aiguilles d’un montre. Cependant, comme toutes ces essayes ont été faites dans l’hémisphère nord, à Boston, le résultat correspondant dans l’hémisphère sud n’est pas connu.

Voici un blog sur le même sujet. Le tourbillon de la baignoire est un mythe tenace.

Pour les amateurs faciles à convaincre, voici une vidéo qui montre le contraire. Les conditions d’expérience sont loin d’acceptables. Il se peut par exemple que l’expérimentateur quand il tire le bouchon fait un petit mouvement, consciemment ou inconsciemment, dans la bonne sens pour que le résultat soit conformes à ces idées.

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