ヘリコプターで宙に浮いてても自転の影響受ける?

質問

小学生の頃からずっと疑問に思っていたことがあります。ヘリコプターで同じ場所に静止した状態(といっても浮いてますが)でいると、地球は自転しているので一時間、二時間すると地上は違う場所になっているのでしょうか? 一日経ったら世界一周!?…そんなばかな…そう思っても理由が分かりません。ご存知の方、こんな僕に平たく教えて下さい。お願いします。

回答No.5

jun1038 · ベストアンサー

こんばんは。

物体が運動する（正確には速度が変化する）には力が必要です。
逆に、物体に力が働くと、物体は運動を始めます。

Ａ．地面に止まっているヘリコプターは地球の引力を受けているのに
なぜ地中深くに落ちないのか。
それは地面から引力に対抗する力を受けていて、その２つの力が
釣り合っているからです。

Ｂ．空中に止まっているヘリコプターは地球の引力を受けているのに
なぜ地表に向かって落ちないのか。
それは空気から揚力を受けていて、その２つの力が
釣り合っているからです。

ヘリコプターを支えるものが、地面か空気かというだけで、
ＡとＢはほとんど一緒です。
だからヘリコプターは地面の上にたたずむのと同じように
空気中でもそこに停止しているのです。

○本当は、Ａの場合もＢの場合も、それぞれの２つの力は
まったく正反対の釣り合った力ではありません。
ごくわずかのずれが、地球の回転軸方向の力となり、それにより
ヘリコプターは地球と一緒に自転しています。
このような回転運動の中心方向への力は、回転運動をするときには
必ず必要な力であり、向心力といいます。

○ヘリコプターが、その場所で、振り子運動のような運動をしている場合は、
ヘリコプターの「向き」は、私たちから見て変化します。
これは地球の自転によって生じる「見かけの」力が働くからです。
振り子の振動面は一定の方向を保とうとしますが、
地球の自転により地面が回転するので、その地面にいる我々から見て
ヘリコプターが回転運動をするように見えてしまうのです。
この力を、転向力とかコリオリの力といいます。

ヘリコプターの位置がどんどん動くことはなくても、場合によっては
向きが変化することはある、と言ってよいと思います。

それでは。

お礼

ご回答ありがとうございます。
> ヘリコプターを支えるものが、地面か空気かというだけで、
> ＡとＢはほとんど一緒です。

この説明は平たくていいですね。
自分でも空気を水と想定してみました。
浮いているヘリコプターも水槽の中の金魚ということですか。
…あ、これも良い表現だと思いません?

回答No.2

PASOKICHI3

走っている電車の中でジャンプしたことありますよね？
そうです、電車に乗っていること自体で、すでに電車と同じようにあなたも動いているのです。

これと同じく、地球にいてジャンプしても、たとえヘリコプターで飛び上っても、その時既に
地球の自転の方向に＜皆一緒に＞動いているのです。
地球も、鳥も、あなたも、ヘリコプターもみんな同じように動いているから、そうだと気づかない
だけで、一緒に動いている地球上の（地面にいる）あなたに対して同じ位置に浮いてる、とか動い
ているというだけのことです。

もし、この様子を地球の外で見ていたとしたら、地上では単に同じ所に浮いてるヘリコプターも
地球と一緒に回っているのが見えるわけです。
これは、電車の中に乗ってると自分と電車の位置は変らないけど、この電車を踏切で待ってる人
なんかが見てると、飛び上ってるあなたも、目の前を猛スピードで走り去っていくのが見えるで
しょう、それと同じです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
>走っている電車の中でジャンプしたことありますよね？

これがこの問題のきっかけになっています。
小学生のとき、自分の兄と電車に乗っているときにふと「通路でジャンプしたら後部のドアにバーンとぶつかるんじゃないか?」と兄に質問したところ、「そう思うならやってみろ」と言われ、飛んでみましたが当然そのままでした。兄が言うには慣性の法則じゃないか、ということでした。車は急に止まれない、という奴だ、一緒に移動しているのだからジャンプしても同じ力が働いているんだ、と。「じゃー、車両で覆われてなかったら?」「力は同じように働くだろうけど、今度は空気の抵抗があるからジャンプすれば後部のドアにぶつかるだろうな」その後にこの問題を思いつきました。ヘリは何にも覆われてないし…。でもよく考えたら地球全体が重力によって大気圏で覆われていますね。これがなかったら公転している間に宇宙に置いてけぼりされちゃいますね。
なんとなく分かってきました。

回答No.1

kisukeblue

というか、同じ場所で静止しているヘリコプターも地球の中じゃないですか。例えばｋｉｃｋｅｒさんが風船をたくさんつけて地面から１０センチくらいのとこに浮いてるとします。でも、何時間経っても、地上は違う場所にはならないですよね？そのヘリコプターも大気圏を出て宇宙に出た状態で静止していれば地上は違う場所になってるかな。と私は思ったんですが、理科系は苦手なんで自信なしで。

お礼

ご回答ありがとうございます。
僕も風船で試そうかと本気で思いました。でも、この実験では風の影響の方が強い気がします。それよりもどこに飛ばされるかが心配です(^^ゞ。なるほど、同じ場所で静止しているヘリコプターも地球の中、ですね。