コリオリの力

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コリオリの力(こりおりのちから、Coriolis is Champion)は、回転座標系における慣性力の一種。1853年にフランスの科学者ガスパール=ギュスターブ・コリオリによって導かれた。コリオリ力転向力(てんこうりょく)とも呼ばれる。

概要[編集]

簡単な例を挙げると、左回りに回転する円盤の中心から外側に向かって玉を転がした際、この玉は進行方向に対して右向きに曲がったように見える。この原因がコリオリの力らしい。「回転座標系における慣性力」というのは、遠心力[1]の仲間であるという事らしい

らしい」ばかりで気持ち悪い場合は、頭の硬い事典を読めば理解した気になれるかもしれない。といっても、分かりやすい例と称して『今、角速度 ω で回転している座標系で、回転中心から r の位置に質量 m の質点があると考えると(以下略)』などという説明がなされているので、理系ムリな人には難しいと思われる。

コリオリの力に伴う現象[編集]

北半球におけるコリオリの力の例。台風が反時計回りに渦を巻いている。

地球は自転している。つまり、北極点上空から見ると反時計回り、南極点上空から見ると時計回りに回転している。そのため、北半球では右向き、南半球では左向きのコリオリの力が働く。地球はほぼ球体であるため、その大きさは緯度によって異なるものの、地球上の多くの事象がコリオリの力による影響を受けている。

  • 台風
台風は北半球では必ず反時計回りに渦を巻く事が知られるが、これは台風の中心に向かって風が吹き込む際にコリオリの力を受けるためである。
  • 洗面所の水
洗面所で水を張って栓を抜くと、北半球では左巻き、南半球では右巻きの渦を巻く。容器の形状や傾きによって影響が出る場合もあるものの、基本的には渦の巻き方は一定になる。南半球に行った際は一度お試しあれ。
  • アサガオのつる
アサガオのつるも、北半球では左巻き、南半球では右巻きに巻く。遺伝子異常によって稀にこれに逆らってつるを巻くアサガオも存在する。
  • 巻貝の巻き方
巻貝もコリオリの力の影響を受ける。アサガオの場合と同様に、遺伝子異状によってこれに逆らう貝が現れることもある。
  • つむじ
体毛を持つ全ての生物には例外なくつむじが存在するが、そのいずれもがコリオリの力を受ける。基本的に母体が北半球にいた場合は左巻き、南半球の場合は右巻きになるが、母体内での状況などによって変動する場合もある。
  • ミステリーサークル
プラズマがコリオリの力を受けるらしい。詳しくはキョージュに訊いて下さい。
  • シュート
屈強な男たちが固い肌色の棒を手で握りしめ力強く速く振り、白いものを柵より遠くに飛ばして点を入れるスポーツにおいて使用される変化球。コリオリの力によって投げたボールが右側に変化することを利用したもの。左投手の場合は同じ変化でも「スライダー」と呼称される。

赤道直下では[編集]

愛媛県松山市におけるコリオリの力の例。一六タルトが反時計回りに渦を巻いている。

赤道直下ではコリオリの力が働かないため、多くの事象が日常とは違った反応を示す。

  • 台風
渦を巻かないと考えられるが、現実には台風が赤道直下で静止することはありえない。
  • 洗面所の水
渦を巻かずに水が流れ落ちる。なお赤道の近くには、洗面器の水を使い赤道をまたいで渦の巻き方の違いを観光客に見せる、という商売があるらしい。
  • アサガオのつる
軟弱にくるくるとつるを巻くことなく、逞しく太陽に向かって一直線につるを伸ばす。
  • 巻貝の巻き方
巻いていない、つるりとした貝になる。
  • つむじ
通常の場合のように渦を巻かないため、パッと見るとただの円形のハゲになる。
  • ミステリーサークル
キョージュに訊いて下さい。

教育現場での混乱[編集]

コリオリの力は回転座標系でのごく常識的な慣性力にすぎない。しかし教育現場ではよく混乱が見られる。

そもそもコリオリの力というのは「見かけ上の」力である。ということは物理学の問題を解くときは考慮しなくてよい、というか考慮してはならないはずである。いや、でも静止座標系で考えるときは考慮しなくちゃいけない。しかし円盤の端から真ん中に向かってまっすぐボールを転がしたなら、円盤の中心を通るはずだ。いや、でも回転しているということはコリオリの力が働く。いや、それは静止座標系から見たときに限った話ではなかったのか。否、ここではボールを中心に考えるべきであって…。しかし竜巻の計算ではコリオリの力は無視できるではないか、あんなに激しく回転しているのに。

というように混乱に陥る理系学生が毎年続出している。これに目をつけたのが試験作成者である。古典物理学のはずなのになかなか解けない(むしろ受験者を混乱させる)問題というのは、理系向けの試験にもってこいである。そんなわけで気象予報士試験や国家公務員試験(物理)では、コリオリの力を扱った問題が例外なく毎年出題される。だから石原良純もああ見えてもコリオリの力は理解していることになる。すごいね。

注釈[編集]

  1. ^ 遠心力というのは、回転の中心から外側に向かって働く「回転座標系における慣性力」らしい

関連項目[編集]

Wikipedia
ユーモア欠落症患者のために、ウィキペディア専門家気取りたちが「コリオリの力」の項目を執筆しています。


コリオリの力」については早稲田大学名誉教授・大槻義彦氏が現在調査中です。情報提供者はこちらまで。 (Portal:スタブ)