Coriolis y el desagüe (II) el desenlace.
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Pues bien en el anterior post tuvimos unas palabras para la fuerza de Coriolis, qué era y cómo funcionaba. Además de introducir la definición de la fuerza hablamos de su carácter ficticio y en un comentario hablamos de las magnitudes con la que trabaja. Era cuestión de este post, pero ya que salió a colación en los comentarios no vuelvo a repetirlo. Vimos que sobre un hombre la magnitud de la fuerza de Coriolis era del orden de 10-4 N · Kg, algo bastante pequeño, para que os hagáis una idea de magnitudes; para hacer que vuestra bici ruede al lado vuestro hemos de aplicarle una fuerza de unos 30 N (contando con que esté recién engrasada) como veis tenemos una diferencia de 5 órdenes de magnitud, y el física, a partir de 4 órdenes -en cálculos que no sean críticos- las acciones se desprecian.
Pasando a hablar del tema que ocupa a este post, hemos de tener tres ideas claras sobre las fuerzas de Coriolis:
- Afectan a sistemas con grandes trayectorias, como hablamos en el post anterior en trayectorias de aviones y barcos, que tienen un recorrido de grandes dimensiones.
- Afectan a sistemas de grandes velocidades lineales, como son los aviones, barcos y huracanes. En el hemisferio norte los huracanes giran en sentido antihorario (como se vé en la imagen, dónde se divisa Florida) y viceversa en el hemisferio sur. En éste último caso se unen los dos conceptos.
- Afectan a sistemas acumulativos. Como pasa con el famoso péndulo de Foucault, el efecto de Coriolis -aunque en este caso no sean grandes las trayectorias-, es acumulado tras una y otra oscilación.
A los ingenieros de fluidos les gusta mucho aquello de sacar números o magnitudes adimensionales en concepto (las unidades no importan). Esto es debido al carácter caótico de los fluidos y su dificultad para modelarlos con precisión, por lo que cogen tres o cuatro propiedades y las relacionan de una manera experimental. En este caso, la magnitud que relaciona la fuerza de Coriolis con parámetros de los fluidos es llamada el Numero de Rossby. Éste numero relaciona la velocidad del fluido con la velocidad de rotación del sistema y la longitud de la trayectoria o mejor dicho la dimensión del movimiento, lo que se traduce en un cambio de latitud en el sólido (
Digamos que ese numero, al ser adimensional, se ha estudiado por observación y se ha ajustado para que 1 sea la frontera. Es decir, para números mayores de 1 la influencia de Coriolis no tiene efecto y para números menores los efectos comienzan a ser claramente apreciables. Mientras que en un temporal dónde el viento viaje a 10 m/s y la dimensión sea de
Dejando a un lado es aparato matemático, ¿Por qué el agua del lavabo gira en un sentido u otro? En un problema dinámico hay dos hechos principales, que son las condiciones iniciales y las condiciones de contorno. El primero habla de cómo está el sistema antes de comenzar a medir, es decir, si nosotros abrimos el tapón, el propio impulso de nuestra mano, el declive de la pila, las imperfecciones del desagüe… todos esos factores influyen en la dirección de sumidero. Os animo, si no me creéis a que hagáis pruebas impulsando ligeramente el agua antes de abrir el tapón, veréis como el agua gira en el sentido que le mandéis. El segundo hecho, son las condiciones de contorno, éstas indican que un sistema dinámico no puede cambiar bruscamente, es decir, si vas con el coche hacia delante y quieres ir para atrás antes has de pasar por la velocidad cero. Esto implica que dadas unas condiciones iniciales, el agua no puede por mucho Coriolis que haya detenerse de manera brusca y empezar a girar en el sentido que Coriolis diga.
Espero que os hayáis enterado medianamente y que la próxima vez que veáis los Simpson tengáis en cuenta que el enorme aparato que construyeron los USA viene a ser lo mismo que los bolis antigravidez. Esta gente nunca aprenderá.
Un Saludo.
