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METEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA Mário Adelmo Varejão-Silva Versão digital 2 – Recife, 2006 42 A conceituação de forças inerciais, como a centrífuga, torna possível o equilíbrio de for- ças, proposto pela Segunda Lei de Newton, no caso de sistemas que giram. Tais forças, pura- mente conceituais sob o ponto de vista da Física, são de grande utilidade para resolver as equações do movimento dos corpos a partir de observações feitas em referenciais rotativos. 10.2 - Aceleração da gravidade. Em Geofísica, as observações são feitas usando referenciais locais. Para que se evite a sistemática e contínua redução desses dados a um referencial praticamente inercial, prefere-se aceitar a existência de forças inerciais. Tanto é assim, que a aceleração da gravidade (rg ) é considerada provir do peso efetivo do corpo ( r FL), o qual é a resultante da força gravitacional ( G r ) e da centrífuga ( r FCF), esta dada por: r FCF = – m rΩ ^ ( rΩ ^ rr ) = m Ω 2 r rI r. (I.10.4) Diante do que foi dito, conclui-se que a aceleração da gravidade, observada em um ponto cujo vetor posição é vr , será: rg = r FL/m = – ( YM/ r 2 ) r I r – rΩ ^ ( rΩ ^ rr ). (I.10.5) rg = rg * – Ω 2 r rI r. onde rg * representa a aceleração gravitacional. Essa expressão é válida quando se aceita que a Terra é esférica e com massa uniforme (ou distribuída em camadas concêntricas uniformes). Sua interpretação revela que: - em qualquer ponto, nas imediações da superfície terrestre, a aceleração da gravidade não está dirigida para o centro da Terra (pois a força centrífuga é perpendicular ao eixo terrestre, enquanto a atração gravítica é radial), exceto no equador e nos pólos; - a aceleração da gravidade diminui com a altitude (exatamente porque a força centrífuga aumenta com a distância ao eixo de rotação da Terra); - para uma mesma altitude, a aceleração da gravidade é menor no equador (onde se ve- rifica a máxima aceleração centrífuga). Em harmonia com as equações da mecânica clássica, adaptadas a referenciais locais, um corpo inicialmente em repouso e que é liberado à ação do próprio peso, tenderá, no início, a cair na direção de rg . Essa tendência é apenas inicial já que, imediatamente depois, outra força inercial poderá surgir (força de Coriolis, que será abordada no próximo tópico). A forma mais simples de verificar essa tendência inicial é dependurar um fio de prumo. Como foi dito, sua direção define a vertical local que, rigorosamente falando, não é radial, exceto em duas situações: - no equador, porque as componentes gravitatória e centrífuga da aceleração da gravida- de estão na mesma direção (radial) com sentidos opostos; - nos pólos, porque não há a componente centrífuga.
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