計算気象予報士の「知のテーパ」

旧名の「こんなの解けるかーっ!?」から改名しました。

「コリオリの力」について考えてみる。

2015年08月26日 | お天気のあれこれ
 北半球上では、運動する物体の進行方向から見て右側に向かって、見かけ上の力(慣性力)が働きます。これを「コリオリの力」と言います。


図1・北半球を回転する円盤に置き換えてみる

 ここではまず図1のように、北半球回転する円盤に置き換えて考えてみることにしましょう。そして、次の図2のように、この円盤の中心端側に人が立っていて、キャッチボールをすることをイメージしてみましょう。この時、場が回転する影響で、ボールはどのような軌道を描くのでしょうか


図2・回転円盤上でキャッチボールをする

 円盤が回転していない場合は、そのまままっすぐに飛んでいくわけですが、円盤が回転するとちょっと複雑になりそうです。そこで簡単のため、中心の人が端側の人に向かって投げる場合を考えてみましょう。


図3・ボールの軌道を作図してみる

 ここでは、ボールがどのような軌道を描くのかについて、これを作図で考える方法を考えてみます。円盤が回転する状態で、鉛筆を中心から端側に向かって真っすぐに引いていきます。


図4・反時計回りに回転させた場合の鉛筆の描く線

 ここでは、ピッチャーがボールを投げた瞬間から円盤が反時計回りに回転した後にキャッチャーがボールを受け取る場合をイメージして、ボールの軌道を描いてみました。ボールを投げた側から見るとまっすぐに投げたつもりの筈なのに、ボールが右に逸れているように見えるのです。

 つまり、回転する円盤上では、進行方向を徐々に右向きへと逸れさせていくような力が働いているように見えるわけです。そして、この力は、実体を持たない「見かけの力」なんです。

図5・北半球上の運動する物体に働くコリオリの力

 このように、北半球上で運動する物体は、まっすぐに進もうとしていても、その進行方向は、少しずつ少しずつ、右向きに傾いているのです。このコリオリの力と、物体に働く他の力が合わさって、運動方向は次第に定まっていくのです。
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