Sommario 1. Fisica, metodo scientifico, grandezze fisiche ...

Anna Nobili, Pisa 19 Maggio 2011Nell’emisfero Nord il Sole sorge ad Est, culmina a Sud e tramonta da Ovest, quindi nel riferimento di Figura7.1 basato sui punti cardinali si muove in senso orario; si tratta di un moto apparente, dovuto al fatto che laTerra ruota attorno al suo asse, rispetto alle stelle fisse da Ovest verso Est, cioè in senso antiorario (che èquello convenzionalmente adottato come positivo). Quindi il proiettile (per un dato tempo di volo) vienedeviato (rispetto all’osservatore sulla terra) di un angolo uguale ed opposto a quello di cui la Terra haruotato rispetto alle stelle fisse nello stesso intervallo di tempo. Ergo, il proiettile rispetto alle stelle fisseNON ha subito alcuna deviazione.Si noti che nell’emisfero australe il vettore velocità angolare della Terra non cambia ovviamente di verso,perciò se si definiscono i punti cardinali sull’orizzonte come nell’emisfero boreale e l’asse ZZ perpendicolareal piano dell’orizzonte (quindi diretto come −ωω⃗ ⊕ ) −che è quello che si fa− si ha che in questa terna il Solesorge ad Est, culmina a Nord e tramonta ad Ovest.Cosa succede ad un proiettile sparato da un osservatore al Polo Sud? E all’equatore? E ad una qualunquelatitudine?Nell’emisfero Sud, siccome la terna è definita come nell’emisfero Nord, in questa terna il vettore velocitàangolare di rotazione della Terra è negativo (l’asse ZZ dell’osservatore al Polo Sud punta verso il Polo Sud,mentre il vettore di rotazione della Terra punta sempre verso il Polo Nord), si deduce dalla definizione (7.7)della accelerazione di Coriolis che, per una stessa velocità iniziale VV⃗ oo essa cambia di segno e quindil’osservatore che spara il proiettile al Polo Sud dovrà tenere conto −se vorrà colpire il bersaglio− che essoverrà deviato verso sinistra della direzione in cui è stato sparato, non verso destra come accadenell’emisfero Nord.Per capire cosa succede ad una latitudine intermedia basta tenere conto del fatto che nella solita ternadell’osservatore a latitudine θθ nell’emisfero boreale il vettore di rotazione della Terra ωω⃗ ⊕ è inclinato sulpiano dell’orizzonte dell’osservatore di un angolo pari alla sua latitudine come mostrato in Figura 7.2. Solola componente di ωω⃗ ⊕ perpendicolare al vettore velocità del proiettile, di modulo ωω ⨁ ssssssss , contribuirà allaaccelerazione di Coriolis (definita nella (7.6)), e quindi nel caso −in tutto analogo al precedente− ma peruna generica latitudine 0 < θθ < ππ/2 l’angolo di deviazione dopo un tempo di volo tt vvoooooo è:ψψ dddddd (θθ) = ωω ⨁ ssssssss tt vvvvvvvv (7.11)che per θθ = ππ/2 , cioè al polo Nord, fornisce il risultato precedente (7.10). Notare che anche in questocaso l’angolo di deviazione è esattamente uguale ed opposto a quello di rotazione del piano dell’orizzontedell’osservatore sulla superficie della Terra a latitudine θθ rispetto alle stelle fisse, dato che esso ruota avelocità angolare ωω ⨁ ssssssss (solo la componente di ωω⃗ ⊕ perpendicolare al piano dell’orizzonte contribuiscealla sua rotazione.40