LPI JCC Force de Coriolis page 3/6
IV)Principe d’inertie dans un référentiel non galiléen
Un bloc de glace repose sur le plateau en acier parfaitement lisse d’un
camion.
D’après le principe d’inertie et le bilan des forces :
*-si le camion est immobile par rapport à la Terre le bloc de glace est en
équilibre (ou en MRU) dans ce référentiel.
*-si le camion est en MRU par rapport à la Terre le bloc de glace est en
équilibre (ou en MRU) par rapport au camion.
IV-1)Force d’inertie d’entrainement.
L’expérience est observée de loin à l’aide d’une caméra.
Si le camion freine avec une accélération
dirigée vers
l’arrière du camion (le camion n’est plus un référentiel
galiléen), le bloc glisse vers l’avant.
Pour expliquer cette expérience, il faut ajouter au bilan
des forces une force d’inertie d’entrainement dirigée vers
l’avant:
Le signe moins signifie que
P
R
Freinage a
Force d'entrainement = -m.a
-m.a
IV-2)Force d’inertie centrifuge.
On réalise la même expérience, observée de la même
façon, dans laquelle le camion tourne à droite.
Pour expliquer le phénomène observé (déplacement du
bloc vers la gauche), nous sommes obligés d’ajouter au
bilan des forces une force d’inertie centrifuge opposée à
l’accélération centripète avec :
a = V²/R
Dans laquelle :
V est la vitesse du camion dans le repère lié à la Terre.
R est le rayon du cercle.
Virage
Accélération centripète: a
Force centrifuge -m.a
avec: a = V²/R
IV-3)Force d’inertie de Coriolis.
La dernière force d’inertie que nous devrons ajouter au bilan des forces quand on est dans un
référentiel non galiléen est la force de Coriolis. Cette force apparaît uniquement si un mobile se
déplace avec une vitesse Vr dans un référentiel non galiléen qui possède une vitesse angulaire e par
rapport à un rérentiel galiléen.
Exemple : Le référentiel géocentrique lié à la Terre peut être considéré comme un référentiel
galiléen. Par rapport à ce référentiel, la Terre est en rotation avec une vitesse angulaire
e = 2. / 86164 = 0.729.10-4 rad/s.
Un mobile qui se déplace sur la Terre avec une vitesse (relative) Vr subira donc cette force de
Coriolis égale à :