1 - Trajectoire sur un disque en rotation
Imaginons que nous sommes dans un espace à deux dimensions. XOY est un repère galiléen. Un mobile M parcourt l'axe OX d'un mouvement rectiligne uniforme de vitesse . Il n'est donc soumis à aucune accélération.
Un disque centré en O porte le repère xOy. Si le disque ne tourne pas, la trajectoire de M sur le disque à partir de 0 suit un rayon jusqu'au bord du disque (figure 1).
Mettons le disque en rotation à une vitesse uniforme de radians.s-1. La trajectoire sur le disque (c'est à dire la trajectoire telle que la voit un observateur fixé au disque) sera alors une spirale (figure 2), tandis que dans le repère galiléen, la trajectoire sera toujours la droite OX.
Dans le repère du disque, la trajectoire n'est pas celle d'un mouvement rectiligne et uniforme, il faut donc une accélération pour expliquer le mouvement. C'est l'accélération de Coriolis, donnée par où est un vecteur perpendiculaire au plan du disque de module et est le vecteur vitesse par rapport au disque.
L'expérience du disque tournant est souvent utilisée dans les musées ou expositions scientifiques pour montrer l'effet de l'accélération de Coriolis, par exemple avec un grand plateau portant un joueur de pétanque qui manquera alors à coup sûr la cible qu'il aura visée. Le musée, porté par la Terre, n'est pas vraiment un repère galiléen, mais la vitesse de rotation de la Terre est suffisamment faible pour que l'accélération de Coriolis due à la rotation de la Terre soit négligeable à l'échelle de l'expérience.
On a coutume de dire pour expliquer l'effet de l'accélération de Coriolis dans cette expérience que « le disque tourne sous le mobile en déplacement qui est donc dévié par rapport au disque en sens inverse de la rotation ». Dans notre exemple, cette phrase est correcte. Cependant elle contient des ambiguités qui peuvent conduire à des erreurs de raisonnement. Nous verrons cela dans un autre exemple plus loin. retour en haut de page
2 - Mouvement