400px|thumb|right|Una bolina mover ensin resfregón sobre un platu de seición parabólica que ta xirando a velocidá constante. La gravedá tira de la bolina escontra'l centru con una fuercia direutamente proporcional a la distancia al respeutive de ésti. La fuercia centrífuga (o, meyor dichu, l'ausencia de fuercia centrípeta) tira de la bolina escontra fuera. El caltenimientu del momentu angular camuda la velocidá angular de la bolina cuando ésta muévese escontra dientro (acelera) y escontra fuera (frena). Tamién puede espresase diciendo que, pa caltener la so velocidá llinial, la bolina camuda la so velocidá angular al variar la distancia respeuto a la exa. Sía que non, la magnitú subxacente ye la inercia y l'esviación que sufre la bolina con al respeutive de la direición de los radios ye l'efeutu Coriolis.Izquierda: El movimientu reparáu dende un puntu de vista esternu.Derecha: El movimientu vistu dende un puntu de vista solidariu col sistema non inercial.
L'efeutu Coriolis, descritu en 1836 pol científicu francés Gaspard-Gustave Coriolis, ye l'efeutu que se repara nun sistema de referencia en rotación cuando un cuerpu atópase en movimientu respeuto de dichu sistema de referencia. Esti efeutu consiste na esistencia d'una aceleración relativa del cuerpu en dichu sistema en rotación. Esta aceleración ye siempres perpendicular a la exa de rotación del sistema y a la velocidá del cuerpu.
L'efeutu Coriolis fai qu'un oxetu que se mueve sobre'l radiu d'un discu en rotación tienda a acelerase con al respeutive de esi discu según si'l movimientu ye escontra la exa de xiru o alloñar d'ésti. Pol mesmu principiu, nel casu d'una esfera en rotación, el movimientu d'un oxetu sobre los meridianos tamién presenta esti efeutu, yá que dichu movimientu amenorga o amonta la distancia respeuto a la exa de xiru de la esfera.
Por cuenta de que l'oxetu sufre una aceleración dende'l puntu de vista del observador en rotación, ye como si pa ésti esistiera una fuercia sobre l'oxetu que lu acelera. A esta fuercia llámase-y fuercia de Coriolis, y nun ye una fuercia real nel sentíu de que nun hai nada que la produza. Trátase pos d'una fuercia inercial o ficticia, que s'introduz pa esplicar, dende'l puntu de vista del sistema en rotación, l'aceleración del cuerpu, que'l so orixe ta en realidá, nel fechu de que'l sistema d'observación ta rotando.
Un exemplu canónicu d'efeutu Coriolis ye l'esperimentu imaxinariu nel que disparamos un proyeutil dende l'Ecuador en direición norte. El cañón ta xirando cola tierra escontra l'este y, por tanto, imprime al proyeutil esa velocidá (amás de la velocidá escontra alantre al momentu de la impulsión). Al viaxar el proyeutil escontra'l norte, sobrevuela puntos de la tierra que la so velocidá llinial escontra l'este va menguando cola llatitú creciente. La inercia del proyeutil escontra l'este fai que la so velocidá angular aumente y que, por tanto, alantre a los puntos que sobrevuela. Si'l vuelu ye abondo llargu (ver cálculos a la fin del artículu), el proyeutil va cayer nun meridianu asitiáu al este d'aquél dende'l cual disparóse, a pesar de que la direición del disparu foi esautamente escontra'l norte. Finalmente, l'efeutu Coriolis, al actuar sobre mases d'aire (o agua) en llatitúes intermedies, induz un xiru al esviar escontra l'este o escontra l'oeste les partes d'esa masa que ganen o pierdan llatitú o altitú nel so movimientu.
Introducción thumb|L'enclín de xiru varia según l'hemisferiu consideráu. La ilustración amuesa'l patrón pa los anticiclones. Les umbaes xiren en sentíu opuestu.|300 px La fuercia de Coriolis ye una fuercia ficticio qu'apaez cuando un cuerpu ta en movimientu con al respeutive de un sistema en rotación y descríbese el so movimientu nesi referencial. La fuercia de Coriolis ye distinta de la fuercia centrífuga. La fuercia de Coriolis siempres ye perpendicular a la direición de la exa de rotación del sistema y a la direición del movimientu del cuerpu vista dende'l sistema en rotación. La fuercia de Coriolis tien dos componentes: una componente tanxencial, debida a la componente radial del movimientu del cuerpu, y una componente radial, debida a la componente tanxencial del movimientu del cuerpu. La componente del movimientu del cuerpu paralela a la exa de rotación nun nicia fuercia de Coriolis. El valor de la fuercia de Coriolis ye:
onde: ye la masa del cuerpu. ye la velocidá del cuerpu nel sistema en rotación . ye la velocidá angular del sistema en rotación vista dende un sistema inercial. indica productu vectorial.
Historia En 1835, Gaspard-Gustave de Coriolis, nel so artículu Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps, describió matemáticamente la fuercia que terminó llevando'l so nome. Nesi artículu, la fuercia de Coriolis apaez como una componente suplementaria a encomalo centrífuga esperimentada por un cuerpu en movimientu relativu a un referencial en rotación, como puede producise, por casu, nos engranajes d'una máquina. El razonamientu de Coriolis basábase sobre un analís del trabayu y de la enerxía potencial y cinética nos sistemes en rotación. Agora, la demostración más utilizada pa enseñar la fuercia de Coriolis utiliza les ferramientes de la cinemática.
Esta fuercia nun empezó a apaecer na lliteratura meteorolóxico y oceanográfico hasta finales del sieglu XIX. El términu fuercia de Coriolis apaeció a principios del sieglu XX.
Formulación y demostración Pa demostrar la espresión analítica espresada na introducción, pueden usase dos aproximaciones distintes: por caltenimientu del momentu angular o por derivación en base móvil. De siguío esplíquense dambes.
Demostración per caltenimientu del momentu angular right|frame|Nun sistema de coordenaes cilíndriques, la velocidá (en negru) d'un puntu puede descomponese nuna velocidá radial (en magenta), una velocidá axial (n'azul) y una velocidá tanxencial (en verde). Ye precisu recordar que cuando un observador nun sistema non inercial (como lo ye un sistema en rotación) trata d'entender el comportamientu del so sistema como si fora un sistema inercial ve apaecer fuercies ficticies. Nel casu d'un sistema en rotación, l'observador ve que tolos oxetos que nun tán suxetos alloñar de manera radial como si actuara sobre ellos una fuercia proporcional a les sos mases y a la distancia a una cierta recta (la exa de rotación). Esa ye la fuercia centrífuga qu'hai que compensar cola fuercia centrípeta pa suxetar los oxetos. De xacíu, pa un observador esternu, asitiáu nun sistema inercial (sistema fixu), la única fuercia qu'esiste ye la fuercia centrípeta, cuando los oxetos tán suxetos. Si nun lu tán, los oxetos van tomar la tanxente y van alloñase de la exa de rotación.
Si los oxetos nun tán inmóviles con respectu al observador del sistema en rotación, otra fuercia ficticio apaez: la fuercia de Coriolis. Vistu dende'l sistema en rotación, el movimientu d'un oxetu puede descomponese nuna componente paralela a la exa de rotación, otra componente radial (asitiada sobre una llinia que pasa pela exa de rotación y perpendicular a ésti), y una tercera componente tanxencial (tanxente a un círculu centráu na exa y perpendicular a ésti) (ver gráfica).
Un oxetu que se mueve paralelamente a la exa de rotación, vistu d'un sistema fixu, xira col sistema en rotación a la mesma velocidá angular y con radio constante. La única fuercia qu'actúa sobre l'oxetu ye la fuercia centrípeta. L'observador del sistema en rotación namái nota la fuercia centrífuga contra la cual hai qu'oponese por que se quede a la mesma distancia de la exa.
right|frame|Cuando s'amenorga'l radiu de rotación d'un cuerpu ensin aplicar un torque, el momentu angular caltiénse y la velocidá tanxencial aumenta. Sicasí, si obligar al cuerpu a caltener la mesma velocidá angular, la velocidá tanxencial mengua. L'esquema ta vistu dende un sistema fixu (inercial).
Supóngase qu'un observador nel sistema en rotación caltién una masa a una distancia de la exa de rotación por aciu un filo de masa despreciable. L'observador tira del filo y modifica llixeramente'l radiu de rotación de la masa de . Eso tomó-y un tiempu . Como'l momentu dinámicu ye nulu, el momentu angular de la masa caltiénse. Si ye la velocidá de la masa, el caltenimientu del momentu angular espresa:
El signu menos indica que cuando'l radiu aumenta la velocidá tanxencial mengua.
Si la masa moviérase siguiendo una trayeutoria radial, afita con respectu al sistema en rotación, calteniendo en consecuencia la mesma velocidá angular del sistema en rotación, la so velocidá llinial aumentaría de (o menguáu, si ye negativu). Pa un observador fixu, ente la velocidá de la masa que se ve obligada a siguir una trayeutoria radial y la velocidá de la masa que caltién el so momentu angular hai una diferencia de:
Como l'oxetu nun ta suxetu al sistema en rotación, l'observador nesi sistema ve la masa tomar una velocidá llateral . Eso interprétase como l'aplicación d'una fuercia llateral (de Coriolis). Si'l cambéu de velocidá tomó segundos, l'aceleración de Coriolis va ser (en valor absolutu):
,
onde ye la velocidá radial. Esa aceleración correspuende a una fuercia (de Coriolis) de:
Considerando un oxetu con velocidá tanxencial vista pol observador nel sistema en rotación. Esta vegada, la mesma masa tenida por un filo tien una velocidá angular distintu del sistema en rotación. Pal observador nel sistema en rotación, les fuercies que nota aplicaes a la masa por que siga una trayeutoria circular son: la fuercia centrífuga que ve aplicada en tolos oxetos, más la fuercia centrípeta por cuenta de la rotación aparente de la masa . Pero eso non basta. Hai entá otra fuercia aparente, y ye precisamente la fuercia de Coriolis. Calcúlase agora la fuercia centrípeta que ve un observador fixu: la velocidá tanxencial ye . Pa esti observador, la fuercia centrípeta que caltién la masa a distancia constante va ser:
El primer términu ye la fuercia centrífuga común a tolos oxetos que xiren col sistema en rotación. El terceru ye la fuercia centrípeta debida a la rotación de la masa con respectu al sistema en rotación. Y el segundu términu ye la fuercia de Coriolis. Ye un términu suplementariu debíu al fechu de que la fuercia centrípeta depende del cuadráu de la velocidá tanxencial y nun puede llograse sumando les fuercies centrífuga y centrípeta por cuenta de velocidaes parciales. La fuercia de Coriolis ye:
Como se dixo , esa fuercia ye radial.
Demostración pola derivación en base móvil Pa esta demostración utilizará'l subíndice abs pa indicar magnitúes vistes dende'l sistema de referencia inercial, esto ye, unu onde l'espaciu seya homoxéneu y isótropo y onde el tiempu seya constante. El subíndice rel (relativa) referir a magnitúes vistes dende una referencia non galileana o non inercial. El subíndice ar (arrastre) fai referencia al movimientu de la base móvil al respeutive de la base fixa. Tamién ye necesariu conocer cómo se deriva nuna base móvil:
Una aceleración ye un cambéu na magnitú o na orientación de la velocidá respeuto del tiempu. Pa esa demostración considérase un movimientu que nun varia la magnitú de la so velocidá, esto ye, que nun ta sometíu a fuercies que tengan dalguna componente na direición del movimientu. Entós:
Per una parte:
Por otra:
onde:
Como nun se considera'l movimientu alredor del Sol, sinón namái'l xiru de la tierra alredor de sigo mesma:
Amás, como se ta imaxinando un movimientu ensin aceleración relativa (como'l d'un proyeutil):
quedando asina:
Pero:
Entós:
Volviendo de primeres:
L'aceleración de Coriolis ye'l primer sumando:
L'aceleración centrípeta ye'l segundu:
Meteoroloxía, oceanografía y fuercia de Coriolis left