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MONOGRAFIAS TÉCNICAS
MECÁNICA - DINÁMICA

DINÁMICA DEL PUNTO MATERIAL - REFERENCIAL

 
ECUACION FUNDAMENTAL DE LA DINAMICA RELATIVA DEL PUNTO MATERIAL EN UN REFERENCIAL DE TIERRA

La ecuación fundamental en este caso es:

ecuación de la dinámica

Donde v y a representan valores relativos y

ecuación de la dinámica

es la FUERZA DE CORIOLIS

Veamos el orden de magnitud de esta fuerza y su dirección y sentido. El modulo puede valer como máximo:
    ecuación de la dinámica
Para unas velocidades v = 10 m.s-1 = 36 km/h , que es aproximadamente la máxima de un hombre, v = 100 m.s-1 se tiene :

ecuación de la dinámica

Esta aceleración es pequeña frente a g (980 cm.s-2, aproximadamente), pero sus efectos son notables en largos recorridos.

La fuerza de Coriolis es grande en importancia en el movimiento de la atmosfera y de los océanos y en satélites y proyectiles de largo alcance; si el tiempo de vuelo de un proyectil es de 100 segundos la desviación angular que produce es perfectamente observable.

Para obtener la dirección y sentido de la aceleración debida a esta fuerza, descomponemos antes w, con lo que nos queda:

ecuación de la dinámica

Y a partir de ahí podemos hacer:

ecuación de la dinámica

De forma que si v se encuentra en el plano horizontal, el primer término de la aceleración de Coriolis es vertical y el segundo es el responsable de la desviación en el plano del horizonte.

Un proyectil lanzado en un plano horizontal es desviado hacia su derecha en el Hemisferio norte y hacia su izquierda en el hemisferio Sur.

El termino vertical es ascendente, si la velocidad tiene componente E, y descendiente si tiene componente W, lo mismo en el Hemisferio Norte que en el Hemisferio Sur.

esquema de leyes dinámicasesquema de leyes dinámicasesquema de leyes dinámicas
La aceleración de Coriolis es la responsable de la desviación hacia el W de los vientos Alisios que originan por elevación de masas de aire caliente en zonas ecuatoriales y afluencia de aire mas frío de las zonas templadas: Alisios de NE en el Hemisferio Norte y del SE en el Hemisferio Sur.

La aceleración de Coriolis también es responsable de los vientos de poniente en las zonas templadas de los dos hemisferios así como de la circulación de la atmosfera, alrededor de los centros de alta y baja presión, en sentido horario y antihorario respectivamente en el H.N. y a la inversa en el H.S.

Volviendo a la ecuación fundamental de la dinámica relativa del punto en el R.L. (referencial de un laboratorio u observatorio en Tierra) , si sobre el punto material solo actúa su peso, caso de un proyectil, cuando se desprecia la resistencia del aire, se tiene:

ecuación de la dinámicacirculación de los vientos

Y proyectando esta ecuación sobre los ejes del R.L, orientados en la vertical ascendente, hacia el Este y el mediodía, se obtiene el sistema de ecuaciones:

ecuación de la dinámica

Ecuaciones que permiten estudiar la caída de un grave o el movimiento de un proyectil.


Dinámica del punto material. Capítulo siguiente

Desviación de la caida de un grave

 
 


tema escrito por: José Antonio Hervás