Het Coriolis-effect

Bij het afvuren van projectielen over een grote afstand moet er rekening worden gehouden met de snelheid van de draaiing van de aarde. Dit is vooral belangrijk bij twee vaststaande voorwerpen (het doelwit en de afvuurlocatie) op een geruime afstand van elkaar. Bij de externe ballistiek wordt hier onderzoek naar gedaan.

Het raken van een doelwit

Tijdens de vluchtfase beweegt een projectiel meestal in een rechte lijn door de lucht. De invloed van zwaartekracht en luchtweerstand worden nu even verwaarloosd. Omdat het doelwit (bijvoorbeeld een vijandige raket) een eigen hoge snelheid heeft, moet het wapen om hem uit te schakelen niet precies op het doelwit worden gericht. Het moet worden gericht op een punt waar het projectiel en het doelwit gelijktijdig zullen arriveren.

Voorbeeld
Een voorbeeld met een vliegtuig. Misschien niet een heel gelukkig voorbeeld, omdat het nogal terroristische gevoelens kan opwekken. Maar stel dat je met je vuurwapen een bereik hebt van 500 meter. Op 500 meter afstand vliegt een vliegtuig met een snelheid van 500 km/h.

Momenteel bevindt het zich rechts van jou, maar gaat zometeen voor je langs en vliegt het verder naar links toe. Stel jij wilt met je kogel dat vliegtuig precies in het midden raken. Is het dan verstandig de kogel af te vuren als het vliegtuig precies vóór je bevindt? Het antwoord is nee, want als jouw kogel een gemiddelde snelheid heeft van 350 meter per seconde, legt het 500 meter af in ongeveer 1,5 seconden. Maar het vliegtuig legt in diezelfde 1,5 seconden ongeveer 200 meter af. Je mist dus zeker het midden van het vliegtuig.

Het effect van Coriolis

In dit voorbeeld is er sprake van een schutter die op aarde staat en een object dat zich los boven de aarde voortbeweegt. Maar zoals vóór het voorbeeld is beschreven heeft het Coriolis-effect betrekking op twee vaststaande voorwerpen op de aarde. Een handvuurwapen is dan bij lange na niet voldoende. Een raket is dan eerder nodig, zoals onderstaand voorbeeld zal laten zien.
Voorbeeld
Daarvoor kan de illustratie hier rechts worden gebruikt. Stel iemand wil met een projectiel een doelwit raken. Die persoon staat in A en het doelwit in B. De afstand zal duizenden kilometers bedragen, dus het eerdergenoemde handvuurwapen is nutteloos voor deze taak.

Als jouw projectiel van A naar B toe beweegt zal de straal van de cirkel die rond de aarde loopt (omtrek) groter worden. Zie de twee gestippelde cirkels in de illustratie door A en B.

In één dag zal punt A de bijbehorende cirkel geheel afleggen (aarde draait immers in 24 uur rond zijn as). Dat zal B ook doen, maar zoals te zien is zal B in die 24 uur een grotere afstand moeten afleggen, omdat de omtrek van de cirkel door B groter is dan die door A. Dit betekent dus dat punt B een grotere snelheid moet hebben dan A. Dit, omdat ze dan allebei 1 rondje om de aarde hebben gemaakt.

Rekening houden met de Coriolis-kracht

Snelheden van punten tussen A en B zullen steeds groter worden naarmate je naar de evenaar gaat (de cirkel wordt immers steeds groter). Dit betekent dus dat je aan het versnellen bent. Voor deze versnelling moet er een kracht zijn die je die versnelling geeft, deze kracht staat bekend als de Coriolis-kracht.

Jouw raket zal - vanuit A gezien, kijkend naar B - naar rechts toe afbuigen, omdat het niet in contact staat met de aarde. Omdat dit contact er niet is, kan de Coriolis-kracht nauwelijks de raket beïnvloeden, waardoor deze geen versnelling mee krijgt. Hierdoor mist het doelwit B, die deze versnelling wel meekrijgt.

Let op: dat in de ballistiek rekening moet worden gehouden met de draaisnelheid van de aarde wordt gewoonlijk benoemd als een voorbeeld van het Coriolis-effect, maar in feite is het niet hetzelfde als de mechanica hierachter.

Meer weten en lezen over ballistiek

Wil je meer lezen over ballistiek, dan kun je terecht in de special over Ballistiek. Hierin zijn alle artikelen te vinden, die zijn verschenen door de auteur over dit onderwerp.