円盤の端から中心へ 続き(コリオリ5)

クルクル回る円盤に乗っている人がキャッチボールしたらどうなる?目が回る?

そうなんですが、それ以前にボールをキャッチできないらしいです。

その訳がコリオリの力(転向力)と関係があります。

1.ボールを天井から見ると(復習)

前回の話で回転する円盤の端にいる人が中心方向にボールを投げた場合を考えました。

上(天井)から見るとボールは斜め方向に飛んで行き、中心から外れてしまうということが分かります。

2.円盤に乗っている人からボールを見ると

今回はその続きで、円盤に乗って回転している人たちからはボールの動きはどう見えるか考えてみます。上の図と下の図を見比べてください。正確な動き方、位置は作図上難しいので大まかな動きとしてみてください。

Eさんを離れたボールはDさん、Cさんの近くを通過し、Bさん、Aさんに近づくかに思えて、コースが曲線を描き、どんどん離れて行ってしまいます。

やがて円盤の中心にたどり着くこともなく円盤の外に出てしまいます。

この場合もボールの進行方向を右に曲げる力が働いているように思えます。

この見かけの力がコリオリの力(転向力)です。

※回転方向が逆(時計回り)ならコリオリ力は左に働きます。

コリオリ力が生じる理由は、回転物においては中心からの距離によって回転速度が違うからです。

回転物を地球とすると、中心からの距離というのは緯度の違いになります。距離が短いほど緯度が高いということになります。

ボール君に聞いてみよう

ボールに目があると仮定しましょう。

ボール君が上(天井)をずっと見ているなら自分はまっすぐ飛んでいっていると感じるでしょう。実際そうなのだから。

でも、ボール君が下の円盤にいるEさん以下Aさんまでの姿を凝視しているなら、自分はどんどん右に曲がっていっちゃうと思うでしょう。(多分)

地球と風

さて、回転する円盤とボールの例えを地球と風に当てはめてみましょう。

円盤は地球です。(球体と平面の違いはありますが)

ボールが風です。

地球上で風が吹くと地上にいる人から見て風の向きは北半球ではだんだん右側に変わっていきます。(南半球では左向き)

この理屈が以前取り上げた地衡風へとつながります。

これまで直感で捉えてきた感がありますね。ベクトルを使えばさらに正確に表現できます。

長くなるので、またの機会にします。(逃げてる?)

コリオリ力の大きさを求める式もあるのですが、それはまたの機会にします。(逃げてる!)

今日はここまで・・