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地球の遠心力と潮の満ち引きについての質問
- 地球の遠心力が潮の満ち引きに影響している理由を調べている中で、遠心力の矢印の向きについて疑問が生じました。
- 地球の遠心力は回るものが円の中心から遠くへ行こうとする力であり、太陽の輪まりを回る公転、地球の自転、月と地球の共通重心を回る公転の3つの動きにそれぞれ遠心力が働いています。
- 潮の満ち引きでは、月と地球の共通重心を回る公転による遠心力が主に関与しており、他の2つの遠心力は影響が少ないと考えられます。
- rainandsnow
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- 物理学
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>これは他の二つの遠心力は言及するほど影響が無いという理解でよいでしょうか？ １）は，ある程度影響します。１）３）が助長する方向になるとき大潮となります。 ２）は，すでに重力の中に組み込まれており（重力＝万有引力と遠心力の合力），特別に取り出してその影響を論じることは必要ならば可能ですが，通常は不要です。 rainandsnow さんは，地球－月系の公転を考えるときに，つい地球を「自転」させてしまっています。今は公転だけの影響を考えるべきなのですから，ハンマー（＝月）投げのように選手（＝地球）も一緒にまわってはいけません。この辺の事情は下記のWikipediaのアニメがわかりやすいと思います。地球上のどの場所も，等しい公転半径で同じ方向に回転していると考えなければいけません。 参考： http://ja.wikipedia.org/wiki/潮汐 http://homepage2.nifty.com/ysc/enshin.pdf
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- 中村 拓男（@tknakamuri）
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潮汐力が抜けています。 潮汐力は、重力が重力源からの距離の逆2乗で減少することから生じる力です。 重力の方向と平行に棒を置くと、重力は棒を引き延ばそうとします。 これが潮汐力で、重力源の重力の強さと重力源からの距離できまります。 一方遠心力は、座標系の回転で生ずる力で、回転半径と回転速度で決まります。 結局潮のみちひきは 1) 潮汐力 2) 地球の自転による遠心力 3) 地球の自転によるコリオリの力 の和が生み出しています。
お礼
回答をありがとうございます。お返事がおそくなり申し訳ありませんでした。 どうも私は、潮の満ち引き＝潮汐力だとかんちがいしたようです。 潮汐力は、潮の満ち引きを起こすひとつの要素なのですね。 物理学で使う言葉も今回のことで、いろいろ知り、まだ使い方をきちんと把握するところまできてません。 ところで、１）の地球の自転による遠心力とうのが、それではなくて、「地球と月の共通重心をまわる地球の公転による遠心力」が作用しているという記述もありました。それで混乱しています。ああ、まだまだ勉強ですね。
- nananotanu
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チョット本格的ですが… http://www.ioa.s.u-tokyo.ac.jp/~handa/outreach/TenmonKyoiku_J/Tenkyo0507.html あと、月の公転が加速されたら距離は地球に近くなりそうな気がするけど… 気のせい？？？
お礼
リンクをありがとうございました。お礼が遅くなって申し訳ありません。 このリンク先は実は私も見たのですが、はい、ご指摘のとおり本格的過ぎて、文系の私には残念ながら目がちかちかでした。それでも、式を抜かして頑張って読んでみたのですが、基礎がないので、情けないことについてゆけなくて、、、 でも、今回はきっかけは子供の宿題でしたが、ミステリーにはまるように自分がはまってしまっています。調べるうちに、宇宙のしくみを語る文献にどんどんたどりつき、基礎があったらもっとよくわかって楽しいだろうなと、ちょっと学者さんたちがうらやましくなってます。。。
- chiha2525
- ベストアンサー率10% (245/2384)
１、３、 天体の公転は、（単純化して考えると）その２天体間の重力が内心力となって行われるが、重力は全ての物質に作用するため遠心力を感じることはない。 ２、地球時点の遠心力は結構あって、地球が生じる重力はどの方向でも（ほぼ）同じと考えられるが、自転の遠心力は、赤道付近が一番強く極付近が一番弱い。よって緯度によって受ける遠心力が変わる。このため、天秤ばかりだと同じ重さを示すものが、ばねばかりだと（見かけ上）異なる重さを示す。このため、ばねばかりでは緯度によってバネの強さが調節されている。日本国内でも北と南のほうでは異なっていたはず。また金など少量でも高価なものを計るときには、重さを間違えないように注意されている。 ３、太陽と地球の公転と同様、”地球と月の共通重心”と地球の公転、および”地球と月の共通重心”と月の公転は、それぞれの内心力と釣り合う形になるので影響が無い。 以下、潮汐力の説明。 太陽と地球の潮汐力は、２天体が遠いため、ほとんど影響がない（多分）。 地球と月の潮汐力。月はすでに自転と公転が同期しているので、地球を考える。 ラグビーボールのように海が変形した地球の図で、ラグビーボールのように変形する理由は、遠心力ではない。重力は距離の２乗に反比例するため、月からの重力が月に近いところでは強く、遠いところでは弱く、その中間点ではその中間の力が働く。よって月に近いところでは中間点より強い力で引っ張られるので、中間点と近いところの距離が伸びるように力が働く。逆に遠いところでは中間点より弱い力でしか引っ張られないので、やはり中間点と遠いところの距離が伸びるように力が働く。このようにしてラグビーボールのように変形する。 ちなみに、月の重力の影響でラグビーボールのように変形した地球は、地球の自転のために少しラグビーボールの方向がずれます。地球の自転方向と月の公転方向は同じなので、この地球の自転方向に”少しずれたラグビーボール”が生じる重力によって、月は公転方向に引っ張られます。このために、月の公転は少しづつ加速されていて、月は地球から遠ざかっています。また、地球の自転は少しづつ減速されていて、１日の長さが長くなってます。また自転が速いと遠心力も強くなり、見かけ上の重力が減少しますので、恐竜の時代は（極付近は除いて）今よりいくらか重力が軽く感じられたはずです。 面白いと思いませんか？豆知識にどうぞ。興味があれば調べてみてください♪
お礼
回答をありがとうございました。お礼が遅くなり申し訳ありませんでした。 遠心力の説明たいへんよくわかりました。
- Tacosan
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ん～, 普通の説明だと遠心力じゃなくって潮汐力を使いそうな気がするんだけど....
お礼
質問を目に留めていただいて、ご回答いただきありがとうございます。 その潮汐力というのが、引力と遠心力のコンビネーションで語られているようなのですが、（この私の理解も当たっているのかどうか、、、）その遠心力の部分の矢印の方向で迷っております。
お礼
回答をありがとうございます。お礼が遅くなり申し訳ありませんでした。 このWIKIのと待っている図だけを見て（動画が祖運財することを知りませんでした）、私は自分で模型まで作って、まわしてみました。で、ふつうに月と地球を串でつなげて、ぐるぐるまわしていました。 その際、共通重心（地球内のX印）を固定してまわしたので、なぜ、地球内にあるXをる通直経から、近いほうの地表と、遠いほうの地表にXからそれぞれ、遠心力をしめす外向きの矢印にならないのか、わかりませんでした。自分でまわしながら、「これじゃ、月と地球がいつもおなじむしだぞ」と、何かがまちがっているのが、うすうす気付いていはいたのですが、、、 その後アジア陸上の室伏さんのハンマー投げの画像もみて、まさにそのとおりに動かしていました。これではいけないのですよね。 今回この回答と、WIKIの動画をみて、今度は、丸いお盆のまんなかに、おわんを置いて、お盆を平らにしたまま、自分の体の向きは変えずに、ゆするように、ぐるぐる回したら、おわんがWIKIの動画のように回りました。このお盆をまわす力が、月と地球がお互いにひっぱて地球を回している公転の動きで、それによっておわんのなかの水が、動くのが、３）の遠心力だと思えばいいのですね。って、なんとなく、子供と一緒に無理やり（？）納得しました。 これでもまだ全然本当の理解には行き着いてないかもしれません。が、物理の奥の深さと楽しさはすごいですね。丸3日らい、かかりきりになってしまいました。これも普通の生活におわれていると、なかなか取れない時間で贅沢な時間でした。 皆様ありがとうございました。
補足
すみません、誤字脱字をを訂正すつるもりで、間違って投稿ボタンを押してしまいました。 誤字脱字連発で見苦しくてすみません。お恥ずかしい、、、