La force de Coriolis est-elle une force réelle ?

Non : c’est une force d’inertie (fictive). Elle n’apparaît que dans la description depuis le référentiel qui tourne. Dans le référentiel galiléen, elle n’existe pas : le palet va tout droit s’il n’y a pas de force horizontale réelle.

Pourquoi la trajectoire dévie-t-elle vers la droite ?

Le sens dépend du signe de Ω. Si le plateau tourne dans le sens antihoraire (vu de dessus, comme dans l’hémisphère Nord), la déviation est à droite de la vitesse. Dans le sens horaire, à gauche. Le signe de Ω se change avec le curseur.

Quel rapport avec le temps qu’il fait sur Terre ?

La Terre en rotation est un référentiel non galiléen. L’air dévie vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud. D’où le sens de rotation des cyclones et le dessin des alizés et des vents d’ouest.

En quoi le modèle diffère-t-il de la Terre ?

Plan sans frottement et Ω constante. Sur la sphère, la force de Coriolis dépend de la latitude : nulle à l’équateur, maximale aux pôles. Ici, on a en fait une seule « latitude » fixe.

Effet Coriolis

Palet sur un plateau tournant sans frottement : trajectoire courbe dans le référentiel tournant et droite dans le référentiel galiléen.

Graphiques

À propos du modèle

L’effet Coriolis est la déviation apparente d’un mouvement libre lorsqu’on le décrit depuis un référentiel en rotation. Sur un plateau sans frottement, le palet va tout droit dans le laboratoire (première loi de Newton) ; par rapport au plateau, sa trajectoire est courbe. L’accélération dans le référentiel du plateau est a = −2ω × v − ω × (ω × r) — accélération de Coriolis et accélération centrifuge. On peut fixer Ω, la vitesse initiale et la direction de lancement, et afficher la trajectoire galiléenne. La surface est parfaitement lisse, la rotation est uniforme, il n’y a pas de résistance de l’air. Ce n’est pas la sphère terrestre : la latitude n’entre pas, Ω est constante.

Public : Première année de licence : référentiels non galiléens, force de Coriolis. Au lycée, au niveau qualitatif.

Notions clés

effet Coriolis
référentiel tournant
référentiel galiléen
force centrifuge
force d’inertie
vitesse angulaire

Comment ça marche

Le palet glisse sur le disque sans forces horizontales réelles. Dans le référentiel tournant, la trajectoire est courbe ; au laboratoire, elle est droite. Le passage de cette droite de laboratoire aux coordonnées du plateau reproduit les accélérations de Coriolis et centrifuge.

Formules

a = −2ω×v − ω×(ω×r) (pas de force réelle), ω = Ωk̂

Composantes : a_x = Ω²x + 2Ωv_y, a_y = Ω²y − 2Ωv_x

Questions fréquentes

La force de Coriolis est-elle une force réelle ?: Non : c’est une force d’inertie (fictive). Elle n’apparaît que dans la description depuis le référentiel qui tourne. Dans le référentiel galiléen, elle n’existe pas : le palet va tout droit s’il n’y a pas de force horizontale réelle.
Pourquoi la trajectoire dévie-t-elle vers la droite ?: Le sens dépend du signe de Ω. Si le plateau tourne dans le sens antihoraire (vu de dessus, comme dans l’hémisphère Nord), la déviation est à droite de la vitesse. Dans le sens horaire, à gauche. Le signe de Ω se change avec le curseur.
Quel rapport avec le temps qu’il fait sur Terre ?: La Terre en rotation est un référentiel non galiléen. L’air dévie vers la droite dans l’hémisphère Nord et vers la gauche dans l’hémisphère Sud. D’où le sens de rotation des cyclones et le dessin des alizés et des vents d’ouest.
En quoi le modèle diffère-t-il de la Terre ?: Plan sans frottement et Ω constante. Sur la sphère, la force de Coriolis dépend de la latitude : nulle à l’équateur, maximale aux pôles. Ici, on a en fait une seule « latitude » fixe.

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