Quais são as direções das forças centrífuga e de Coriolis sobre uma pessoa movendo-se (a) para o sul próximo do Polo Norte
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que está pedindo para a gente descobrir as direções das forças centrífuga e de Coriolis sobre uma pessoa que está se movendo para o sul perto do Polo Norte. A gente vai usar conceitos de dinâmica rotacional aqui, especialmente sobre como a rotação da Terra afeta os objetos em movimento.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são essas forças. A força centrífuga é uma força aparente que parece empurrar um objeto para fora quando ele está girando. Ela é resultado da rotação da Terra e depende da latitude onde a pessoa está. Já a força de Coriolis é uma força que age sobre objetos que estão se movendo em relação à superfície da Terra, desviando sua trajetória devido à rotação terrestre.
Passo 3
Agora, vamos aplicar isso ao nosso caso: uma pessoa se movendo para o sul próximo ao Polo Norte. No Polo Norte, a força centrífuga aponta diretamente para cima, perpendicular ao eixo de rotação da Terra, porque a velocidade de rotação é máxima lá. Conforme a pessoa se move para o sul, essa direção muda ligeiramente, mas ainda está majoritariamente para fora, afastando-se do eixo de rota��ão.
Passo 4
Quanto à força de Coriolis, ela depende da velocidade da pessoa e da direção do movimento. A fórmula geral para a força de Coriolis é:
onde
é o vetor de rotação da Terra e
é a velocidade da pessoa. Perto do Polo Norte, o vetor
aponta verticalmente para baixo (em direção ao centro da Terra). A pessoa está se movendo para o sul, então sua velocidade
aponta para o sul.
Passo 5
Vamos calcular o produto vetorial
. Usando a regra da mão direita, se
está para baixo e
para o sul, o produto vetorial
aponta para o leste. Porém, como tem um sinal negativo na fórmula, a força de Coriolis
aponta para o oeste.
Resposta
A força centrífuga atua para fora, perpendicular ao eixo de rotação da Terra, e a força de Coriolis age na direção oeste sobre a pessoa movendo-se para o sul próximo do Polo Norte.