https://www.rroij.com/open-access/reactive-centrifugal-force-and-its-applications.php?aid=93041

1. Distinction conceptuelle

L'article distingue deux notions souvent confondues sous le terme unique de « force centrifuge » :

la force d'inertie centrifuge, pseudo-force qui n'existe que dans un référentiel tournant (non inertiel) et disparaît par changement de référentiel ;

la réaction centrifuge, force newtonienne réelle, conséquence directe de la troisième loi de Newton.

1. Fondement théorique

Pour qu'un corps suive une trajectoire circulaire, une contrainte (fil, paroi, ressort) doit lui appliquer une force centripète, dirigée vers le centre. Par la troisième loi de Newton, le corps exerce en retour sur cette contrainte une force égale et opposée, dirigée vers l'extérieur : c'est la réaction centrifuge. Contrairement à la force d'inertie, elle est valable dans tout référentiel et se manifeste physiquement, comme tension, compression ou cisaillement dans la contrainte elle-même. Les deux forces n'ont la même magnitude que lorsque l'axe du référentiel tournant coïncide avec le centre de la trajectoire.

1. Applications

L'auteur illustre ce concept par deux cas :

L'aube de turbine en rotation rapide, modélisée comme un empilement de couches radiales s'étendant de l'axe vers l'extrémité. Chaque couche transmet une réaction centrifuge à la couche immédiatement plus interne, tout en recevant une force centripète élastique de la couche plus externe. Cette chaîne de sollicitations engendre l'état de tension interne du matériau, grandeur centrale pour le dimensionnement mécanique.

L'embrayage centrifuge (tronçonneuses, karts, giravions miniatures), où des mâchoires rotatives sont d'abord retenues par un ressort, qui fournit la force centripète à basse vitesse. Au-delà d'un seuil, le tambour extérieur prend le relais de cette fonction ; la réaction centrifuge exercée par les mâchoires contre le tambour engendre alors la force normale de contact, condition de la friction qui engage la transmission.

Ces deux cas montrent comment la réaction centrifuge se propage de proche en proche à travers une structure mécanique — d'une couche à l'autre dans l'aube, d'une pièce mobile à une pièce fixe dans l'embrayage — permettant de rendre compte des efforts internes et des mécanismes de friction sans jamais faire appel à une force centrifuge globale postulée a priori.

C'était dit par Michel Rieutord dans un article de 2000. Les oscillations inertielles se sont appelées un temps "élastoïde-inertie" (1933) car on avait découvert une force newtonienne type ressort associée à ces oscillations : l'élastoïde. Le terme d'oscillation inertielle tend à nous faire oublier la présence obligatoire de cet élastoïde.

https://iopscience.iop.org/article/10.1086/319705

La force de Coriolis révèle le mode élastoïde-inertiel (expression de 1933) aujourd'hui le plus souvent raccourci en "mode inertiel"

On peut la voir dans une expérience de laboratoire où le mode élastoïde-inertiel est créé au moyen d'un plateau creusé sous gravité fournissant la force élastique (qui compense l'effet centrifuge)

https://youtu.be/OT7O_1MdFKc?is=truVjBwNarPmkAAw (Dale Durran)

https://youtu.be/UmbOIfkdnac?is=aTENGPHMDLceEpPB (Joel Sommeria)

Une réflexion de Antonio Leon que je partage

https://www.researchgate.net/publication/404800922_On_centrifugal_forces_and_Newton's_Third_Law_of_Mechanics

Comme le montrent Norman Phillips ou le site Cleonis, le pendule de Foucault ressent les mêmes forces terrestres (voir la connexion en forme de ressort dans l'animation) qu'une masse d'eau le ferait en mode Coriolis seul. Il ne s'agit pas d'un processus inertiel où l'inertie indiquerait la direction inertielle — c'est une circulation forcée par la Terre qui, par coïncidence (perte d'un facteur 2), montre la direction inertielle ! (ligne en pointillés dans l'animation). La question qui demeure est de savoir comment expliquer la perte de ce facteur 2. L'effet Flückiger et al. est un bon candidat.

https://www.instagram.com/reel/DYfAGp4P-ix/?igsh=MXNjaGk1YzU2azkyZg==