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29/01/2007

Coriolis II

Pour illustrer l’"Effet Coriolis", il est courant d’invoquer un bateau tirant un obus sur un autre bateau. Ou bien deux amis se lançant un ballon à 100 m de distance ! . Dans tous les cas, les emplacements et les angles de tir font l’objet de savants calculs où le néophyte se perd.
Le résultat en est toujours que le tir rate la cible. Et de clamer : Effet Coriolis !
Alors, pour étudier plus clairement ce phénomène, nous allons établir quelques suppositions qui, ne changeant en rien le raisonnement, auront pour mérite de ne pas le surcharger en calculs digressifs.CORIOL-1.gif

  • - La Terre est supposée transparente, comme un ballon de baudruche, de manière à voir ce qui serait autrement caché par la courbure de l’horizon.
  • - Les 3 points intéressants se situent :
    N au Pôle géographique Nord,
    A est un point fixe sur l’Equateur,
    S au Pôle géographique Sud.
  • - La vitesse de l’objet en déplacement est de 10 000 Km/h. Il mettra donc 1 heure pour faire le trajet de N vers A, ou de S vers A, et inversement
  • - Le vent est nul pour un observateur placé sur Terre, c'est-à-dire que en tous points, l'atmosphère se déplace à la vitesse du sol.

Cela étant établi, plusieurs cas se présentent :

  • 1e cas : l’objet va de N vers A
  • 2e cas : l’objet va de A vers N
  • 3e cas : l’objet va de S vers A
  • 4e cas : l’objet va de A vers S
  • (Il y a un 5e cas, que nous verrons plus loin)


Observations primaires :

  • 1e cas : l’observateur en N voit l’objet se dirigeant vers A dévié vers la DROITE
  • 2e cas : l’observateur en A voit l’objet se dirigeant vers N dévié vers la DROITE
    Dans ces 2 cas, nous sommes dans l’hémisphère Nord
  • 3e cas : l’observateur en S voit l’objet se dirigeant vers A dévié vers la GAUCHE
  • 4e cas : l’observateur en A voit l’objet se dirigeant vers S dévié vers la GAUCHE
    Dans ces 2 cas, nous sommes dans l’hémisphère Sud

Tenants de la Force de Coriolis, profitez de pavoiser, ça ne va pas durer !

Examinons ce qui se passe dans ces 4 cas :

1e cas : l’objet va de N vers A.
CORIOL-2.gif L’observateur, debout sur l’axe de rotation de la Terre, voit partir l’objet vers le point A. (Fig. 2)
Mais du fait de la rotation de la Terre, le point A va se déplacer vers la gauche, et l’observateur va tourner sur lui-même aussi vers la Gauche (1), ce qui fait qu’il aura toujours le point A en face de lui, alors que l’objet continue sa trajectoire vers l’emplacement où se trouvait A CORIOL-3.gif au moment du départ. Après 1 heure, A se sera déplacé vers la Gauche de 1600 Km. en A'  L’observateur aura l’impression que l’objet a été dévié vers la droite de 1600 Km . (Fig. 3) (2)
Dans ce cas, le lancement doit se faire en visant A', le point où se trouvera la cible quand l'objet sera sur le point de l'atteindre. La force invisible et inconnue faisant "dévier" l'objet vers la droite n'est, tout simplement, que la rotation de la Terre.

2e cas : l’objet va de A vers N
L’observateur et l’objet, entraînés par la rotation de la Terre, se
CORIOL-4.gif déplacent à 1600 Km/h tout en se croyant immobiles.( R = 1600 Km/h).
L’objet, envoyé vers N, le Pôle Nord, donc dans une direction sensiblement perpendiculaire conserve cette vitesse R que l’on peut représenter par un vecteur (flèche Verte) dans le sens de l’Equateur, un autre vecteur (flèche Bleue) représente le déplacement de A vers N.(Fig.4)
Il est bien évident que la trajectoire de l’objet sera la résultante (flèche Rouge vers N'), et que le point N sera manqué de 1600 Km !
Dans ce cas aussi, on doit orienter le tir vers une cible virtuelle placée à Gauche. La force inconnue est encore la rotation de la Terre.
3e et 4e cas :
Ces raisonnements dans l’hémisphère Nord sont aussi valables dans l’hémisphère Sud.
Mais alors, par rapport à l’observateur placé en S, le point A se déplace vers la Droite, et le sens des mouvement doit être inversé en conséquence dans les raisonnements.

5e cas:
L’objet se déplace sur un "parallèle".(3)
Dans les 4 cas précédents, l’objet de déplaçait perpendiculairement à la rotation de la Terre. Ici, la trajectoire de lancement de l’objet est confondue avec le vecteur R, et sa valeur s'ajoute (ou se retranche) à R. Mais, puisque la correction de tir retranche (ou ajoute) la valeur de R, et, donc annule cette valeur, la résultante correspond exactement à la trajectoire de lancement. On peut dire alors qu'aucune action n’influe sur la trajectoire apparente.

Ces 5 cas sont des cas extrêmes, rarement rencontrés dans la vie courante.

Corollaires et observations

** L’énoncé de l’effet Coriolis, tel que nous le percevons aujourd’hui, n’est certainement pas celui que Gaspar Coriolis a émis à l’origine:
"Tout objet en mouvement est dévié vers sa Droite dans l’hémisphère Nord, et vers sa Gauche dans l’hémisphère Sud"
La vraie formule devait être :
"Tout objet lancé dans une direction autre qu’un parallèle semble dévié [.....] pour un observateur placé sur Terre".(dans un référentiel terrestre, pour être à la mode) ( il y a 200 ans, ce concept n’était pas encore inventé).
Il est bien évident qu’un objet lancé est en mouvement, mais un objet en mouvement n’a pas forcément été lancé. Une voiture, un train, un avion est en mouvement, mais n’a pas été lancé, alors qu’un ballon, un obus a été lancé, c’est-à-dire qu’on lui a imprimé au départ une orientation immuable qu’il va conserver tant qu’il ne sera pas retombé sur terre. Il ne peut donc pas dévier de sa trajectoire initiale (4). La déviation constatée est une illusion dûe au fait que l’observateur placé en N, par exemple, tourne inconsciemment sur lui-même vers la Gauche.(15 degrés/heure) Il lui semble alors que l’objet se décale vers la Droite.



Notes
(1) Rotation de la Terre = 360 degrés en 24 heures = 15 degrés/heure
(2) La valeur exacte est 1666,66 (40000 Km / 24 Heures)
(3) Parallèle : cercle virtuel dont tous les points sont à égale distance d’un pôle géographique, et, donc, parallèle à l’équateur.
(4) On fait abstraction d’éléments perturbateurs comme le vent, la pluie, etc...Cependant, un vent "nul" se déplace à la vitesse de rotation de la Terre au point considéré, et influe forcément sur l'objet pour réduire l'effet d'illusion
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18:55 Lien permanent | Envoyer cette note

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ATTENTION

Cette démonstration est fausse !

Non pas que la Force de Coriolis existe,
bien au contraire.

La démonstration ci-dessus a été établie pour prouver qu'on peut démontrer tout et n'importe quoi, pourvu que les arguments soient convaincants, qu'ils aient été choisis en fonction du but recherché, et en passant sous silence ceux qui seraient contraires
Pour connaitre la VRAIE PREUVE que la force de Coriolis n'existe pas, cliquez ICI
(C'est un lien vers une image (Rectif.gif 620 x 996 / 35.079 Octets) pré-enregistrée sur MidiBlogs)
NB : Si le texte n'est pas bien lisible, agrandissez l'image à sa taille réelle


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