地震と振り子の関係

質問

我が家には、今では珍しい発条式の振り子がついた柱時計があります。

地震(震度３以上)が来る度に、振り子が止まってしまい面倒なのでそのままにしておくこともあります

昨日(4月11日)も17時15分頃、震度５近い揺れがあり止まってしまいました
その日も止まったままにしておいたら、再度20時30分頃に同じ位の揺れが来たら
なんと、柱時計が勝手に動き出しました

時間は合わせていないので、止まっていた３時間１５分位遅れていますが
その後も順調に動いています

こんなことは初めてです
物理的に有り得る現象なのでしょうか？

回答No.2

erzsebet

時計の振り子は、物理で言うところの振り子とはちょっと違うものです。

物理で言う振り子を時計に付けると、振り子は自然と振りが落ちて行き、いずれ止まってしまいます。
それでは時計として機能しないので、振り子が真下に来た瞬間、ほんの一瞬だけですが、時計が振り子にグッと押し出す力をかけています。
それによって振り子時計は動き続けられるのです。

しかしこの機構、とてもデリケートです。ちょっとのヨゴレで動きが悪くなったり、止まったりします。
振り子を大きく動かしてしまえば、強引に動いてくれますが、小さい動きだと止まりやすくなります。

おそらく地震によって振り子の動きが悪くなり、この機構を止めてしまった＝時計が止まった。
次の地震でたまたま振り子が大きく動き、またこの機構が動き出した＝また時計が動いた
だと思います。

実物見たわけじゃないので推測ですが、自分が考えられたのはこれくらいでした。

回答No.1

fujic-1990

ありうるんじゃないですか。

　時計の振り子はふつう、文字盤の12時と6時を結ぶ線（以下、「線」とだけ呼びます。通常この線は鉛直線と同じ方向です）の真下で静止していますよね。

　その状態から振り子を左右ドッチにでも、たとえば10度移動させて手を離すと、惰性で反対側へ戻ろうとし、線の真下を通り過ぎて反対側へ行き、以後はゼンマイなどの力を借りてずっと右へ・左へという運動を繰り返します。

　逆に、動いているのを止めるならば、振り子を手で押さえて線の真下に移動し、一瞬以上同じ位置に固定して手を離すと以後停止し続けます。

　さて、ちょうど振り子が10度傾いて反対側へ行こうとした瞬間、地震で、時計自体も同じ方向に10度傾いたとすると、振り子は、鉛直線からは10度傾いているのに、時計との関係では線の真下にあることになります。

　振り子が戻るのとたまたまタイミングがあって、時計も元の位置にもどると、しばらくの間、振り子は線の真下にあり続けることになりますので、ちょうど振り子を手で押さえて、線の真下に持ってきて固定していたのと同じになりますから、停止してしまうことになります。

　時計自体は柱などに固定されていますので、地震の時、家と一緒に傾きますが、振り子は固定されていない状態になりますので、次に地震が来た場合、柱時計は右でも左でもドッチでもいいのですが10度傾いたとしても、振り子は鉛直方向に止まったまま動きません。

　これは時計との関係ではちょうど振り子を10度振ったのと同じ位置関係になりますので、ゼンマイのスイッチが入ります。柱時計がもとの位置に戻った時、ちょうど振り子を10度振って手を離したような状態になりますので、惰性で動き始めゼンマイの力で動き続けます。

　というようなことではないでしょうか。

　ちなみに、振り子は固定されていないと書きましたが、例えば東西に揺れる振り子は東西方向では固定されていませんが、例えば南北方向には固定されています。じゃあ、地震の揺れ方次第で上記の現象が起きるのは非常にめずらしいのか、というとそうでもないと思います。

　なぜなら家が東西に揺れるのか、南北に揺れるのかは、あるいは別な方角で揺れるのか、は、家の形状で決まります。地震波がどっちから来ても同じ方向で揺れますので、揺れの大きさが同じならめずらしくないように思いますよ。