Um caça supersônico está voando sobre a Terra a uma latitude de
. A Terra gira com velocidade angular
. O caça voa reto para o norte com velocidade relativa ao solo
.
a) Relembre: escreva a expressão geral da aceleração em um referencial em rotação, destacando os 3 termos extras (Coriolis, centrípeta, Euler).
b) Determine a força de Coriolis que atua sobre o caça (massa
).
c) O piloto percebe que precisa corrigir a rota. Explique qual é a direção da força de Coriolis neste caso (esquerda ou direita em relação ao movimento) e qual o impacto prático no planejamento de navegação.
d) Suponha que, além da rotação da Terra, houvesse uma variação lenta da própria
(hipotética “aceleração da rotação”). Qual força fictícia apareceria?
a) Relembre: escreva a expressão geral da aceleração em um referencial em rotação, destacando os 3 termos extras (Coriolis, centrípeta, Euler).
b) Determine a força de Coriolis que atua sobre o caça (massa
c) O piloto percebe que precisa corrigir a rota. Explique qual é a direção da força de Coriolis neste caso (esquerda ou direita em relação ao movimento) e qual o impacto prático no planejamento de navegação.
d) Suponha que, além da rotação da Terra, houvesse uma variação lenta da própria
Passo 1
O enunciado diz que um caça de massa
voa para o norte com velocidade relativa ao solo
de módulo
sobre a Terra girando com
na latitude
.
Conteúdo: dinâmica em referencial não-inercial (rotativo) e forças fictícias de Coriolis, centrífuga e Euler.
Conteúdo: dinâmica em referencial não-inercial (rotativo) e forças fictícias de Coriolis, centrífuga e Euler.
Passo 2
Em um referencial girando com velocidade angular
, a aceleração inercial
de uma partícula é relacionada à aceleração
medida no referencial rotativo por
Os três termos extras (fictícios) são:
força de Coriolis
força centrífuga
força de Euler
.
Passo 3
Para o jato partindo reto ao norte, a força de Coriolis tem módulo
Substituindo os valores:
Passo 4
No hemisfério norte a força de Coriolis desvia os movimentos para a direita do sentido de deslocamento. Assim o caça, voando para o norte, sofre um desvio para leste. Na prática o piloto precisa apontar ligeiramente para oeste do rumo desejado para compensar esse desvio e manter a rota planejada.
Passo 5
Se
variasse lentamente
, surgiria a força fictícia de Euler
agindo sobre o caça mesmo que
.
Resposta
a)
com termos fictícios de Coriolis, centrífuga e Euler.
b)
c)
A força de Coriolis desvia o caça para a direita (leste); o piloto corrige o rumo apontando levemente para o oeste.
A força de Coriolis desvia o caça para a direita (leste); o piloto corrige o rumo apontando levemente para o oeste.
d)
A variação de introduz a força fictícia de Euler
A variação de