La fisica dei proiettili: la forza di Coriolis

La rotazione terrestre dà origine ad una forza fittizia, la forza di Coriolis. Tale forza spiega il motivo per cui un proiettile a lunga gittata subisce una deviazione apparente durante il suo moto, deviazione che è verso destra nell’emisfero settentrionale e verso sinistra in quello meridionale, più pronunciata a latitudini elevate e nulla all’equatore. In che modo riesce la forza di Coriolis ad influire nella balistica dei proiettili?

Subito dopo il lancio, la velocità del proiettile è pari alla somma di due quantità: la parte dovuta al lancio e quella dovuta alla velocità di rotazione della Terra nella località di lancio. Durante il volo del proiettile, il bersaglio a sua volta continua a ruotare attorno all’asse terrestre per cui, se non si tiene conto di questo fatto, il proiettile lo mancherà.

Esattamente quello che accadde durante la Prima guerra mondiale, nel corso della celebre battaglia navale tra inglesi e tedeschi vicino alle Isole Falkland, a circa 50 gradi di latitudine sud. Sebbene i sistemi di puntamento inglesi fossero calibrati a dovere, venne trascurata la deflessione causata dalla forza di Coriolis e così, stranamente, i colpi sparati dalla flotta britannica, per quanto ben diretti, finivano circa 100 metri a sinistra delle navi nemiche. Per fortuna, questo spiacevole inconveniente non ha impedito alla flotta inglese di trionfare sui tedeschi e tale vittoria si è rivelata decisiva per le sorti del conflitto.

Non solo, anche l’atmosfera ha il suo ruolo nella fisica dei proiettili

A differenza dei militari inglesi, quelli tedeschi conoscevano meglio la fisica e presero in considerazione la deflessione causata sui proiettili dalla forza di Coriolis quando, sempre durante la Prima guerra mondiale, bombardarono Parigi da una distanza di 110 km, con un’enorme pezzo d’artiglieria soprannominato “Grande Berta”.

Non solo. Con loro grande sorpresa, scoprirono che i proiettili lanciati con angoli maggiori di 45 gradi, coprivano una distanza di gran lunga superiore, anche doppia, rispetto a quando l’angolo era pari a 45 gradi. Questo perché i proiettili a lunga gittata lanciati con un angolo maggiore di 45 gradi, attraversavano strati più rarefatti dell’atmosfera e quindi, incontrando una minore resistenza aerodinamica, coprivano distanze molto maggiori di quanto ci si sarebbe aspettati.

La forza di Coriolis e la rotazione dell’acqua nel WC

In uno degli episodi più esilaranti dei Simpson (“Bart contro l’Australia”, sesta stagione), Lisa e Bart litigano sul senso di rotazione dell’acqua nel WC. La prima spiega al secondo che l’acqua esce dagli scarichi girando sempre in senso antiorario nell’Emisfero Nord, e sempre in senso orario nell’Emisfero Sud.

Bart non ne è convinto e, pertanto, decide di telefonare dagli Stati Uniti in Australia per apprendere quale sia la verità, provocando così un incidente diplomatico tra i due paesi: tutta la famiglia dovrà andare in Australia per risolvere la situazione, scoprendo, tra l’altro, che nel bagno dell’ambasciata USA in Australia è stato installato un dispositivo ingegnoso e complicato, con lo scopo di far girare lo scarico nel senso di rotazione abituale per gli americani.

Per una volta Bart ha ragione, anche se il suo scetticismo più che da argomentazioni scientifiche è supportato soltanto dalla sua storica rivalità con la “secchiona” Lisa. Quest’ultima, di solito la mente critica e riflessiva della famiglia Simpson, ha abboccato ad una radicata leggenda metropolitana che “ruota” attorno alla “forza di Coriolis”.

A causa della rotazione terrestre, ogni oggetto che si muove sulla Terra è soggetto a questa forza apparente che lo devia verso destra se si trova nell’Emisfero Nord e verso sinistra se si trova nell’Emisfero Sud. Tuttavia, il tempo che il getto d’acqua impiega a raggiungere lo scarico è troppo breve perché la forza di Coriolis possa in qualche modo influenzarne il moto. A questa scala contano molto di più altri fattori come la forma del lavandino e la direzione del getto d’acqua.

Decisamente diverso è il caso di flussi lunghi decine o centinaia di chilometri che durano per tempi assai più lunghi, come quelli che avvengono in atmosfera o nell’acqua degli oceani (uragani e vortici). In tal caso, gli effetti della forza di Coriolis sono evidenti. La “bufala” del differente verso di rotazione dell’acqua degli scarichi nei due emisferi, compare in un film del 2013 (“Escape Plan – Fuga dall’inferno”), il cui protagonista – rapito e imprigionato – comprende l’emisfero in cui si trova, osservando proprio il senso di rotazione dell’acqua nel WC.