LA FORCE DE CORIOLIS
selon
Daniel WOLFF



http://www.sxb.rte.fr/FFP-manuel/ME04.htm

             [Introduction] [Paramètres d'état] [L'atmosphère] [La force de Coriolis] [Les nuages] [Loi
                  de Buys Ballot] [La perturbation] [Frontologie] [Terminologie isobarique] [Les saisons du
                                             parapentiste]
 

                                Coriolis : mathématicien et physicien français (1792-1843)

                 La force de Coriolis est une loi de la cinématique, dont l'énoncé est relativement simple : toute particule
                 en mouvement dans l'hémisphère nord est déviée vers sa droite (vers sa gauche, dans l'hémisphère
                 sud).

                 Son action est prépondérante dans l'étude des vents.

                 Description du phénomène :
 

                                  La Terre tourne autour d'un axe nord-sud (eh oui!). Etant donnée la forme
                                  sphérique du globe terrestre (deuxième découverte!), la vitesse linéaire
                                  d'un point de sa surface n'est pas constante et dépend de la latitude de ce
                                  point : elle augmente en partant d'un pôle, passe par un maximum à
                                  l'équateur, puis décroît jusqu'à l'autre pôle :

                                  Donc, si un mobile descend du pôle nord à l'équateur, il va être confronté à
                                  la vitesse de déplacement de la Terre de manière croissante . En
                                  poursuivant sa route vers le pôle sud, il va à nouveau voir décroître cette
                                  vitesse.
 

                    Vu au dessus du pôle   Nord

                                  Tout se passe comme si un marcheur partait du centre d'un manège pour
                                  rejoindre la périphérie, il va se sentir dévié dans le sens opposé au
                                  défilement du manège sous ses pas.

                                  Dans le cas du schéma, l'accélération du défilement de droite à gauche fait
                                  qu'il va être déporté sur sa droite . Si, maintenant, le marcheur (nous le
                                  laisserons se reposer tout à l'heure devant une bonne bière) part de
                                  l'extérieur vers le centre du manège, le défilement de sa gauche vers sa
                                  droite va être de plus en plus lent : il sera donc dévié... vers sa droite !
 

                 Le sens de la déviation de Coriolis ne dépend pas du sens de déplacement du mobile sur
                 laquelle elle s'exerce, mais uniquement du sens de rotation du support qui lui donne
                 naissance.

                 Le sens de notre schéma correspond au sens de rotation de la Terre dans l'hémisphère nord, avec
                 une rotation vers la droite [ Si on se positionne au Pôle Nord et que l'on regarde vers le Sud, la rotation de la Terre se fait dans le sens antihoraire car le soleil se lève à l'Est et se couche à l'Ouest!!! On a donc une rotation vers la gauche].

                 Action de la force de Coriolis :

                 En fait, cette force est négligeable dans la plupart des cas, mais devient très importante dans certains
                 phénomènes, dont fait partie le déplacement des masses d'air : le vent météorologique (en raison de la
                 réunion des facteurs d'influence de la force de Coriolis : faible masse des particules, grande échelle de
                 mouvement).

                 De plus, on le comprend aisément en se référant à l'exemple ci-dessus, plus le déplacement est rapide,
                 plus la déviation de Coriolis engendrée est importante.

                 Enfin, pour qu'il y ait une force de Coriolis il faut qu'il y ait changement de vitesse du support lors du
                 déplacement sur celui-ci. Donc, la force de Coriolis est maximale aux pôles et négligeable à
                 l'équateur.
 

                   [Introduction] [Paramètres d'état] [L'atmosphère] [La force de Coriolis] [Les nuages]
                      [Loi de Buys Ballot] [La perturbation] [Frontologie] [Terminologie isobarique]
                                       [Les saisons du parapentiste]

                          Copyright 1994-1998 Fédération Française de Parachutisme - Daniel WOLFF - Tous droits réservés

******************

http://www.physics.ohio-state.edu/~dvandom/Edu/newcor.html

"Getting Around The Coriolis Force"
Contournant la Force de Coriolis

David J. Van Domelen
The Ohio State University
Department of Physics
Physics Education Research Group

Abstract Résumé

          The Coriolis Force: most people know about it, but few understand it. A simple explanation not requiring an intuitive  understanding of angular momentum is provided. Scales over which the Coriolis Force is relevant are also discussed. La Force de Coriolis : la plupart des personnes en savent quelque chose, mais peu la comprennent. On fournit une explication simple n'exigeant pas une compréhension intuitive du moment angulaire. L'échelle sur laquelle la Force de Coriolis est appropriée est aussi discutée.
 

1.0 Introduction and Motivation Introduction et Motivation

   At some point in their lives, most people hear about the Coriolis force, whether in reference to weather patterns, sea currents or, most prosaically, which way water flows down the sink. Unfortunately, while many have heard of it, few understand it well enough to explain it without resorting to vector equations.  Of course, most physics textbooks which deal with angular kinematics will have the following equation relating the Coriolis force to an object's mass (m), its velocity in a rotating frame (vr) and the angular velocity of the rotating frame of reference (w): À quelque moment dans leurs vies, la plupart des personnes{gens} entendent parler  de la force de Coriolis, parfois en référence aux modèles météorologiques, des courants de mer ou, le plus prosaïquement, de la manière que l'eau coule en bas dans le lavabo. Malheureusement, tandis que beaucoup en ont entendu parler, peu la comprennent bien assez pour l'expliquer sans recourir aux équations vectorielles. Bien sûr, la plupart des manuels de physique qui traitent avec le mouvement cinétique angulaire{de rotation} auront l'équation suivante rapprochant la force de Coriolis à la  masse d'un objet (m), sa vitesse dans un encadrement tournant (vr) et la vitesse angulaire du système de référence tournant (w) :

                                         FCoriolis = -2 m (w x vr)

   The text will then either explain the Coriolis force in terms of angular quantities such as conservation of angular momentum, or will use the Coriolis force to illustrate the angular kinematics. Unfortunately, most of us are not comfortable with angular mechanics. It would not be an exaggeration to say that some students dread it. Nor can we expect students to enter the classroom understanding the Coriolis force. Hence, whether using physics to explain the phenomenon or using the phenomenon to explain the physics, students are shaky on both sides of this relationship.  Le texte expliquera  alors  ou bien  la force de Coriolis en termes de quantités angulaires comme la conservation d'élan angulaire {de mouvement cinétique de rotation, ou de de moment de rotation, inertie de rotation...}  , ou emploiera la force de Coriolis pour illustrer  le mouvement cinétique de rotation. Malheureusement, la plupart d'entre nous ne sommes pas confortables avec la mécanique angulaire. Ce ne serait pas une exagération de dire que quelques étudiants le redoutent. Nous ne pouvons nous attendre non plus à ce que des étudiants entrent dans la salle de classe comprenant la force de Coriolis. De là, à savoir si c'est l'utilisation de la physique pour expliquer le phénomène ou l'utilisation du phénomène pour expliquer la physique, les étudiants sont chancelants {inconfortables}  des deux côtés de ce rapport.

   So, what to do? This article intends to develop a means of explaining the Coriolis force to people who haven't yet grasped angular mechanics. The explanation relies on linear quantities and uses rotational concepts infrequently. Ainsi, que faire ? Cet article a l'intention de développer le moyen d'expliquer la force de Coriolis aux gens qui n'ont pas encore saisi la mécanique angulaire. L'explication compte sur des quantités linéaires et emploie des concepts rotatifs rarement.

2.0. The Basic Premises Les Prémisses de Base

   The following principles are needed before starting the body of the explanation: Les principes suivants sont nécessaires avant d'aborder le centre[coeur]  de l'explication :

  1.Newton's First Law in component form - Objects in motion tend to stay in motion unless acted on by an unbalanced force. A  vector component of velocity will not be changed by a force perpendicular to that component. La première Loi du Newton dans la forme composante - Les objets en mouvement ont tendance à rester en mouvement à moins que n'agisse sur elle une force non équilibrée [contraire]. Un composant vectoriel de vitesse ne sera pas changé par une force perpendiculaire à ce composant.

  2.Spherical Geometry of the Earth - X degrees of longitude gives you different distances between longitude lines (in miles or   kilometers) at different latitudes, plus a few additional results of being on a sphere which will be detailed later. La géométrie Sphérique de la Terre - de  X   degrés de longitude vous donne des distances différentes entre des lignes de longitude (en milles ou en  kilomètres) aux latitudes différentes, plus quelques résultats complémentaires d'être[étant] sur une sphère qui seront détaillées plus tard.

  3.Gravity - Objects under the influence of Earth's gravity will fall towards (and thus orbit) the center of mass of the Earth. La gravité -  Les objets sous l'influence de la gravité de la Terre tomberont vers (et ainsi l'orbite) le centre de masse de la Terre.

   Premise 2 is probably the easiest for students to accept, since you can draw on a globe to demonstrate that an inch is 15 degrees of longitude at one latitude and 30 degrees at another. Having a ball or globe on hand for the explanation is generally helpful. Premises 1 and 3 require some science background, however, but should be acceptable to students in mechanics courses. Le prémisse 2 est probablement le plus facile pour des étudiants à accepter, puisque vous pouvez attirer [dessiner]  un globe pour démontrer qu'un pouce est 15 degrés de longitude à une latitude et 30 degrés à un autre. Avoir une boule  ou un globe en main pour l'explication est généralement utile. Les prémisses 1 et 3 exigent quelque  formation en science, cependant, mais doivent être acceptables pour des étudiants dans des cours de mécanique.

3.0. Explanation of the Coriolis Force Explication de la Force de Coriolis

   While all Coriolis-based deflection can be explained using rotational concepts, a linear explanation is simpler if you separate the effects into those in the north/south direction and those in the east/west direction. The deflection of objects moving north and south can be explained without invoking centripetal acceleration, as we see next. Tandis que l'on peut expliquer tout ce qui a trait aux fondement du phénomène de Coriolis en employant des concepts rotatifs, une explication linéaire est plus simple si vous séparez les effets en ceux qui s'exercent  dans la direction Nord / sud et ceux qui s'exercent dans la direction est /ouest. On peut expliquer le phénomène  des objets se  déplaçant au  nord et au sud sans invoquer l'accélération centripète, comme nous le verrons par la  suite.

3.1. I Feel The Earth Move Under My Feet: North/South Motion Sentez le Mouvement de La terre Sous Mes Pieds : Mouvement  Nord / sud

   Note first that all points on the Earth have the same rotational velocity, w (they go around once per day). Also, places at different latitudes have different linear speeds. A point near the equator may go around a thousand miles in an hour, while one near the North Pole could be moving only a few dozen miles in an hour.   Normally, objects in contact with the ground travel the same speed as the ground they stand on. As a result, the Coriolis force generally doesn't have a noticeable effect to people on the ground; the speed of the point you're standing on and the speed of the point you're stepping onto are too close for you to tell the difference. Or, looking back at the Coriolis Force equation above, if the velocity relative to the rotating frame (the Earth) is zero, so is the Coriolis force. Notez d'abord que tous les points sur la Terre ont la même vitesse rotative, w (ils font un tour une fois par le jour). Aussi, les points[endroits, positions] aux latitudes différentes ont des vitesses différentes linéaires. Un point près de l'équateur peut tourner à mille milles à l'heure, tandis qu'un autre  près du Pôle arctique pourrait se déplacer seulement quelques douzaine de milles à l'heure. Normalement, les objets dans le contact avec la terre voyagent à la même vitesse que la terre sur laquelle ils se tiennent. En conséquence, la force de Coriolis n'a pas généralement d'effet considérable sur les gens sur le terrain; la vitesse du point où vous vous tenez et la vitesse du point  où [sur lequel] vous marchez sont trop proche pour vous pour dire{sentir} la différence. Ou, en regardant  l'équation de la Force de Coriolis ci-dessus, si la vitesse quant à l'encadrement tournant (la Terre) est zéro, donc zéro est la force de Coriolis.

   However, when an object moves north or south and is not firmly connected to the ground (air, artillery fire, etc), then it maintains its initial eastward speed as it moves. This is just an application of Newton's First Law. An object moving east continues going east at that speed (both direction and magnitude remain the same) until something exerts a force on it to change its velocity. Objects launched to the north from the equator retain the eastward component of velocity of other objects sitting at the equator. But if they travel far enough away from the equator, they will no longer be going east at the same speed as the ground beneath them. Cependant, quand un objet  se déplace au nord ou au sud et n'est pas fermement connecté à la  terre (l'air, le feu d'artillerie, l'eau, l'avion en l'air... etc), alors il maintient(entretient) la vitesse de son mouvement  initial  vers l'est  comme il se déplace. C'est juste une application de la Première Loi de Newton. Un objet se déplaçant  vers l'est continue à aller vers  l'est à cette vitesse (et la direction et l'ampleur reste le même) avant que quelque chose n'y manifeste une force pour changer sa vitesse. Les objets lancés au nord à partir de l'équateur conservent la composante de vitesse du mouvement vers l'est des autres objets étant rester à l'équateur. Mais s'ils voyagent assez loin de l'équateur, ils n'iront plus vers l'est à la même vitesse que la terre au-dessous d'eux.

   The result is that an object traveling away from the equator will eventually be heading east faster than the ground below it and will seem to be forced east by some mysterious force. Objects traveling towards the equator will eventually be going more slowly than the ground beneath them and will seem to be forced west. In reality there is no actual force involved; the ground is simply moving at a different speed than its original "home ground" speed, which the object retains. Le résultat est qu'un objet voyageant loin de l'équateur [en allant vers le Nord] se dirigera finalement vers l'est plus rapidement que la terre au-dessous de lui et semblera être forcé vers l'est par quelque force mystérieuse. Les objets voyageant vers l'équateur iront finalement plus lentement que la terre au-dessous d'eux et sembleront être forcés vers l'ouest. En réalité il n'y a aucune force réelle impliquée; la terre se déplace simplement à une vitesse différente de celle de son point de départ, et que l'objet conserve[cette vitesse initiale de son point terrestre de départ].

   Consider Figure 1. Yellow arrow 1 represents an object sent north from the equator. By the time it reaches the labeled northern latitude, it has traveled farther east than a similar point on the ground at that latitude has, since it kept the eastward speed it had when it left the equator. Similarly, green arrow 2 started south of the equator at a slower eastward speed, and doesn't go as far east as the ground at the equator...seeming to deflect west from the point of view of the ground. Considérez la Figure 1. La flèche jaune 1 représente un objet envoyé au nord de l'équateur. Au moment où il atteint la latitude étiquetée du nord, il a voyagé vers l'est  sur une distance plus éloigné qu'un point semblable sur le terrain à cette latitude a, puisqu'il a tenu vers l'est la vitesse qu'il avait quand il a laissé l'équateur. De La même façon, la flèche  verte 2  a commencé au sud de l'équateur à une  vitesse  plus lentement vers l'est  et ne va pas comme l'Extrême-Orient comme la terre à l'équateur... Semblant faire dévier vers l'ouest du point de vue de la terre.
 

3.2. Well, It Used To Be East: East/West Motion Bien, Cela est  Employé Pour être  Est : Mouvement Est / d'ouest
 

   In explaining how the Coriolis force affects objects moving to the east or west, it helps to turn off gravity for a moment. Don't worry, we'll turn it back on later, just be sure to put the lid back on your coffee.  Dans l'explication comment la force de Coriolis affecte des objets se déplaçant à l'est ou à l'ouest, il aide à éteindre[annuler] la gravité pour un instant. Ne vous inquiétez pas, nous y  reviendrons  plus tard, assurez-vous juste de remettre le couvercle sur votre café.

   Consider being on a rotating sphere with no gravity. An observer who is glued to the sphere throws a ball straight to the "east" on the globe, in the direction of rotation. Since there are no forces on the ball, it will travel in a straight line, the tangent line shown in Figure 2 at t=0. Considérez-vous comme étant sur une sphère de rotation sans gravité. Un observateur qui est collé à la sphère jette une boule  directement "à l'est" sur le globe, dans la direction de la rotation. Puisqu'il n'y a aucune force sur la boule, il voyagera en une ligne droite, la ligne de tangente montrée dans la Figure 2 à t=0.

   Time passes, and the ball continues on its straight line. But the observer is attached to the globe and moves around to a new position. At this new position, the observer's definition of the "east" direction has changed, and is no longer the same as it was at time t=0. The ball is no longer traveling on the observer's "east" line, and, in fact, seems to have drifted off to one side. If the globe is spinning slowly enough that the observer can't feel the spin, then the natural conclusion would be that some mysterious force pushed the ball off course, sending it drifting away from the axis of
rotation more quickly than it would go if it were still heading the "correct" easterly direction. Le temps passe et la boule  continue sur sa ligne droite. Mais l'observateur est attaché au globe et se déplace à une nouvelle position. À cette nouvelle position, la définition de l'observateur de la direction "Est" a changé et n'est plus la même comme il était au temps t=0. La boule  ne voyage plus sur la ligne "Est" de l'observateur et, en fait, semble avoir dérivé d'un côté. Si le globe file assez lentement pour que l'observateur ne puisse pas sentir la rotation, donc la conclusion naturelle serait que quelque force mystérieuse a poussé la boule hors de sa course{trajectoire}, l'envoyant dériver  loin de l'axe de rotation plus rapidement qu'il irait s'il était toujours à la même direction "correcte" vers l'est.

   Similarly, if the observer throws a ball to the west at time t=0, it will seem to have been forced inward towards the axis of rotation because the "west" line has moved.  De la même façon si l'observateur jette une balle vers l'ouest au temps t=0, elle semblera avoir été forcée vers l'intérieur vers l'axe de rotation parce que la ligne "d'Ouest" s'est déplacée.

   Now to turn gravity back on. Gravity pulls objects towards the center of mass of the Earth, which means it cannot change an object's velocity in the directions perpendicular to up and down. In other words, it won't change the east/west or north/south components of an object's velocity.  Maintenant  pour revenir à la gravité. La gravité tire des objets vers le centre de masse de la Terre, ce qui signifie qu'il ne peut pas changer la vitesse d'un objet dans la perpendiculaire de sa propre direction {direction radiale} . Autrement dit, il ne changera pas les composants Est / Ouest ou  Nord /Sud de la vitesse d'un objet.

   Figure 3 shows a slice through the Earth so that east points out of the page. The thick arrows show the directions that eastbound and westbound projectiles would seem to go as a result of the Coriolis force in the absence of gravity. The eastbound (red) projectile would seem to drift away from the axis, while the westbound (green) projectile would seem to drift towards the axis. Both of these lines have been split into components, with one component being "up/down" and the other being "north/south." Gravity will act against any "up" components, and the presence of the ground will act against any "down" components, so projectiles will stay within the light blue "atmosphere." La Figure 3 montre une tranche de la Terre pour que des points d'Est sortent de la page. Les flèches épaisses montrent les directions de l'Est et  de l'Ouest que les projectiles sembleraient  suivre suite à la Force de Coriolis en l'absence de gravité. Le projectile en direction de l'est (rouge) semblerait dériver loin de l'axe, tandis que la projectile en direction de l'ouest (verte) semblerait dériver vers l'axe. Toutes les deux de ces lignes ont été séparées dans des composants, avec un composant étant "en bas" et l'autre étant " nord / sud". La gravité agira contre chacun des composants et la présence de la  terre agira contre chacun "en bas" des composants, donc les projectiles resteront dans "l'atmosphère" bleu clair.

   As a result of gravity pulling down on objects and the ground holding them up, the remaining effect of the Coriolis force on objects heading east or west is to deflect them to the north or south. In the northern hemisphere, objects heading east are deflected to the south, for example. The Coriolis force "pushes" them away from the axis, and gravity pulls the object back down to the ground so that the remaining effect is an apparent "push" to the south. Suite à la gravité tirant sur des objets et sur la terre les tenant, l'effet restant du Coriolis impose aux objets étant à la tête de [allant vers]  l'Est ou de l'Ouest doit les faire dévier au nord ou au sud. Dans l'hémisphère nord, les objets étant à la tête de [allant vers] l'est  se sont faits dévier vers le sud, par exemple. La force de Coriolis "les"pousse" loin de l'axe et la gravité tire l'objet vers la terre pour que l'effet restant soit "une poussée" apparente vers le Sud.

4.0. Putting It Together: Low Pressure Systems En Mettant  Cela Ensemble : Bas Systèmes de Pression

   Now we've explained how things moving towards the poles curve to the east, things moving away from the poles curve to the west, things moving east curve towards the equator and things moving west curve towards the poles. In other words, air (or anything else) moving freely in the northern hemisphere deflect to the right, air moving freely in the southern hemisphere deflect to the left. And this is what the result of the vector cross products in the Coriolis force equation says as well, in its mathematical shorthand. Maintenant nous avons expliqué comment les choses se déplaçant vers les pôles courbent[dévient vers] à l'Est; les choses s'éloignant  des pôles courbent {dévient vers} à l'Ouest; les choses se déplaçant  à l'Est dévient vers l'équateur et les choses se déplaçant  vers  l'Ouest  dévient vers les pôles. Autrement dit, l'air (ou n'importe quoi d'autre) se déplaçant librement dans l'hémisphère Nord se fait dévier à droit; l'air se déplaçant librement dans l'hémisphère Sud se fait dévier à gauche. Et c'est ce que le résultat des produits vectoriels mutuels dans l'équation de force de Coriolis dit aussi, dans sa sténographie mathématique.

   What does this mean for, say, weather systems? Take, for example, a low pressure center, where there's less air than in the area around it. If there's less air in one place than in the surroundings, air will try to move in to balance things out. Que cela signifie-t-il pour, disons, des systèmes météorologiques ? Prenez, par exemple, un centre de pression bas, où il y a moins d'air que dans le secteur autour de ce système de  base pression. S'il y a moins d'air dans une place que dans l'environnement, l'air essayera de se déplacer pour équilibrer les choses.

   Air starting at rest with respect to the ground will move towards a low pressure center. Such motion in the Northern Hemisphere will deflect to its right, as shown in Figure 4. However, the forces which got the air moving towards the low pressure center in the first place are still around, and the result will be a vortex of air spinning counter-clockwise. Air will try to turn to the right, the low pressure system will try to draw the air into itself, and the result is that air is held into a circle that actually turns to the left. Without the Coriolis force, fluid rushing in towards a point could still form a vortex, but the direction would either be random or depend solely on the initial conditions of the fluid. L'air commençant au repos en ce qui concerne la terre se déplacera vers un centre de pression bas. Un tel mouvement dans l'Hémisphère nord fera dévier à sa droite, comme indiqué dans la Figure 4. Cependant, les forces qui ont obtenu l'air se déplaçant vers le centre de pression bas sont en premier lieu toujours autour et le résultat sera un tourbillon d'air filant en sens inverse des aiguilles d'une montre. L'Air essayera de se tourner à droit, le système de pression bas essayera d'entraîner l'air en lui et le résultat est que cet air est tenu dans un cercle et que cela tourne en réalité à gauche. Sans la force de Coriolis, le liquide se précipitant vers un point pourrait toujours former un tourbillon, mais la direction ou bien serait aléatoire ou dépendrait seulement des conditions initiales du liquide.

   The eye of a hurricane is a clear example of fast winds bent into a tight circle, moving so fast that they can't be "pulled in" to the center. The very low pressure at the center of the hurricane means that there is a strong force pulling air towards the center, but the high speed of the wind gives it enough Coriolis force that the forces reach a kind of balance. The net force on air at the eye wall is a centripetal force large enough to keep the air out at a given radius determined by its speed. L'oeil d'un ouragan est un exemple clair des vents rapides pliés dans un cercle serré, se déplaçant si rapidement que l'on ne peut pas être "tirés" au centre. La pression même basse au centre de l'ouragan signifie qu'il y a une force forte tirant l'air vers le centre, mais la haute vitesse du vent lui donne assez de force de Coriolis que les forces atteignent une sorte d'équilibre. Le  réseau de force  sur l'air au mur de l'oeil est une force centripète assez grande pour ne pas laisser entrer l'air à l'intérieur d'un rayon donné déterminé par sa vitesse.

5.0. Other Results and Non-Results D'autres Résultats et Non-résultats

   "Fine," you may say, "that explains storms. But what about water going down the sink?" In fact, this question is a good "hook" for getting students interested in the Coriolis force in the first place.  "Excellent," vous pouvez dire, "ce qui explique des tempêtes. Mais en ce qui concerne l'eau descendant du lavabo ?" En fait, cette question est un bon "crochet[point, appât]" pour l'obtention d'étudiants intéressés par la force de Coriolis en premier lieu.

   Because the Earth's angular velocity is so small (360 degrees per day, or about 2 x 10-5 radians per second), the Coriolis force isn't really significant over small distances (As equation 1 shows, high velocity also can make a difference, but for the purposes of this paper small distance-high speed effects will not be considered). So, what things are likely to be affected by the Coriolis force in a large way? Parce que la vitesse angulaire de la Terre est si petite (360 degrés par le jour, ou environ 2 x 10-5 radians par seconde), la force de Coriolis n'est pas vraiment significative sur de petites distances (Comme l'équation 1 le montre, la haute vitesse peuvent aussi faire une différence, mais pour les buts de ce discours, les petits distances des  effets de hautes vitesses  ne seront pas considérées). Ainsi, quelles choses sont probablement  affectées par la force de Coriolis en générale?

5.1. Up In The Air En l'Air

   Just looking at a weather system on the nightly news gives one example that has already been addressed. Large weather systems  feature masses of air and moisture that travel hundreds of miles and can have wind speeds reaching over a  hundred miles an hour in the worst storms.  Regardant juste un système météorologique aux nouvelles à chaque nuit donne un exemple qui a déjà été adressé. Des grands systèmes météorologiques montrent les masses d'air et l'humidité qui parcourent des centaines de milles et qui  peuvent avoir des vitesses de vent  allant jusqu'à cent milles à  l'heure dans les tempêtes les plus mauvaises.

   Another example of a quickly moving object in the sky which covers hundreds of miles is an airplane. All pilots need to have familiarity with the effects of the Coriolis force, since airplanes can reach speeds much higher than even the  fastest hurricane winds. Over the course of a several hour trip, an airplane could be deflected by a significant amount if the pilot didn't compensate for the Coriolis force.  Un autre exemple d'un objet se déplaçant rapidement  dans le ciel lequel couvre des centaines de milles est un avion. Tous les pilotes doivent être familiers avec les effets de la force de Coriolis, puisque les avions peuvent atteindre des vitesses beaucoup plus rapides {hautes, vites} que même les vents des ouragans les plus rapides. Pour la durée du voyage de plusieurs heures, un avion pourrait être dévié sur une distance significative si le pilote n'a pas compensé la force de Coriolis.

   Thirdly, in a more military vein, artillery shells and missiles fired over the horizon can miss by hundreds of meters if the Coriolis force is not taken into account. If you have a large rotating turntable available, you might have students fire spring-launched "shells" across the turntable and show how they're deflected.  Troisièmement, dans une veine plus militaire, les obus d'artillerie et des missiles tirés sur l'horizon peuvent manquer par des centaines de mètres si il n'est pas tenu compte de la  force de Coriolis {si la force de Coriolis n'est pas pris en compte}. Si vous avez une grande table tournante  disponible, vous pourriez faire lancer aux étudiants  "des  obus" à travers la table  tournante et montrer comment ils sont  déviés.

   So, fast things moving over great distances can be significantly affected by the Coriolis force. But what about the sink? Ainsi, des objets  se déplaçant rapidement sur de grandes distances peuvent être significativement affectées par la force de Coriolis. Mais en ce qui concerne le lavabo ?
 

5.2. Water Going The Wrong Way Down The Sink  L' Eau Allant dans la mauvaise direction en s'écoulant dans le Lavabo

   In a kitchen sink, of course, speeds and time scales are much smaller than hours and miles. Water rushing down a drain flows at speeds on the order of a meter per second in most sinks, which are themselves less than a meter wide. Qualitatively, there doesn't seem to be much chance for deflection. Quantitatively, putting these numbers into Equation 1 results in an estimated change in rotation of only a fraction of a degree per second, and a very small fraction at that...less than an arc-second (1/3600th of a degree) per second over the course of the entire draining of the sink, ignoring additional effects caused by conservation of angular momentum and the like. Under extremely controlled conditions, this can cause water to flow out of a container counter-clockwise in the northern hemisphere and clockwise in the southern hemisphere, but your kitchen sink is not so controlled. Things like leftover spin from filling the sink (even when the water looks still, it's rotating slowly for a long time after it seems to stop), irregularities in the construction of the basin, convection currents if the water is warmer or colder than the basin, and so forth, can affect the direction water goes down the sink. Any one of these factors is usually more than enough to overwhelm the small contribution of the Coriolis effect in your kitchen sink or bathtub. Research in the 1960s showed that if you do carefully eliminate these factors, the Coriolis force can be observed1,2.  Dans un évier, bien sûr, les vitesses et les échelles de temps sont beaucoup plus petites que des heures et des milles. L'Eau dévalant un drain(écoulement) coule aux vitesses de l'ordre d'un mètre par seconde dans la plupart des lavabos, qui sont moins d'un mètre de large. Qualitativement, il ne semble pas y avoir beaucoup de chance pour la déflexion. Quantitativement, en mettant ces nombres dans l'Équation 1 les résultats d'un changement estimé à tour de rôle de seulement une fraction d'un degré par seconde et une très petite fraction à cela... Moins d'une seconde d'arc (1/3600ème d'un degré) par seconde pour la durée du drainage entier du lavabo, ignorant les effets complémentaires causés par conservation d'élan angulaire et d'autres de ce genre Dans des conditions extrêmement contrôlées, cela peut causer que de l'eau sort d'un conteneur en sens inverse des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Nord et dans le sens des aiguilles d'une montre dans l'hémisphère Sud, mais votre évier n'est pas si contrôlé. Les choses comme le tournoiement restant de remplir le lavabo (même quand l'eau semble au repos, cela tournent lentement pendant une longue période de temps après qu'il semble s'arrêter), des irrégularités dans la construction du bassin, des courants de convection si l'eau est plus chaude ou plus froide que le bassin, et ainsi de suite, peut affecter l'eau dans sa direction en allant en bas du lavabo. Quelqu'uns de ces facteurs sont d'habitude plus qu'assez pour écraser la petite contribution de l'effet de Coriolis dans votre évier ou baignoire. La recherche dans les années 1960 a montré que si vous éliminez soigneusement ces facteurs, la force de Coriolis peut être observed1,2.

   Water in the sink doesn't go far enough to trigger a noticeable north/south deflection. Most often, it simply spirals down the sink the way it went into the sink, and the same is true of things like the famous "demonstration" of the Coriolis force shown at tourist traps along the Equator. Maybe there's a conspiracy to manufacture right-handed sinks in the Northern Hemisphere and left-handed sinks in the Southern Hemisphere? In any case, don't blame it on the Coriolis force unless your sink is the size of a small ocean.  L'eau dans le lavabo ne va pas assez loin pour  déclencher une déflexion considérable au Nord /ou au Sud {pour l'autre hémisphère}. Le plus souvent, il descend simplement en vrille le lavabo de la façon dont il est entré dans le lavabo et cela est vrai de choses comme "la démonstration" célèbre de la force de Coriolis montrée aux pièges(bureaux, poignées] des touristes le long de l'Équateur. Peut-être qu'il y a  une conspiration qui doit fabriquer des lavabos droitiers dans l'Hémisphère nord et des lavabos gauchers dans l'Hémisphère sud ? En tout cas, ne le blâmez pas sur la force de Coriolis à moins que votre lavabo ne soit de la taille d'un petit océan.
 

Acknowledgements Remerciements

   Thanks to the readers of the Usenet newsgroups alt.fan.cecil-adams and misc.education.science for asking the  questions which inspired the author to devise an explanation for the Coriolis force. Thanks also to Donald Shabkie, who pointed out the importance of the Coriolis force to aviators after seeing the above explanation online, and to  Steven Carson, who pointed out the references in Nature. Finally, work on this paper was supported in part by NSF grants NSF GER-9553460 and NSF DUE-9396205.  Grâce aux lecteurs des groupes de discussion Usenet alt.fan.cecil-adams et misc.education.science pour demander aux questions qui ont inspiré l'auteur pour inventer une explication de la force de Coriolis. Des remerciements aussi à Donald Shabkie, qui a désigné l'importance de la force de Coriolis aux aviateurs après l'observation de la susdite explication en ligne et à Steven Carson, qui a désigné les références dans la Nature. Finalement, le travail sur ce papier a été soutenu en partie par NSF accorde NSF GER-9553460 et NSF DÛ-9396205.

Notes:

  1.Shapiro, 1962, Bath Tub Vortex, Nature, v 196, pp 1080-81 (Northern Hemisphere)
  2.Trefethen, et.al., 1965, The Bath Tub Vortex in the Southern Hemisphere, Nature, v 207, pp 1084-85

******************