コリオリの力

こんにちは。KECの塾・予備校部門,高槻本校の数学・理科担当の川渕です。
台風が多くなる時期になりました。
台風は低気圧の一種ですが,低気圧では,中心に向かって左回りに風が吹きます。
これは,地球の自転により発生する見かけの力「コリオリの力」が関係しています。

地球の自転の向きは,北極から見ると反時計回りです。
北半球で運動する物体は,自転の影響で右向きの力が働きます。
例えば,反時計回りを回転している人達がキャッチボールをすると,どうなるでしょうか。
謎のUFOが妖精に向かってボールを投げるようすを,Scratchで再現してみました。
回転の中心にいるUFOがボールを投げます。
 


 
ボールはまっすぐ飛んでいますが,回転するUFOから見ると,ボールが右にそれる感じが伝わるでしょうか。
UFOや妖精と一緒に回転する視点で見ると,こんな感じになります。
 

 
回転する人達から見ると,あたかもボールに力がはたらいて曲がったように見えます。
このように,回転座標系で運動物体にはたらく見かけの力を「コリオリの力」といいます。
ざっくりいうと,この力の影響で,北半球では高気圧から吹き出す風は右回りになります。
低気圧に吹き込む風は,右にそれてから中心に向かうので,左回りで吹き込みます。

このコリオリの力ですが,気象のような大きなスケールになると現れてきますが,身のまわりではなかなか気づけません。
例えば,野球のピッチャーが時速150kmの球を投げる場合,コリオリの力で右にそれるのですが,そのそれ幅は1mm程度だそうです。
お風呂のお湯を抜くときに水流が回転しますが,俗に,北半球では反時計回り,南半球では時計回りにまわると言われます。
ですが,実際には,お風呂程度ではコリオリの力の影響がごくわずかなので,あまり影響がないとのこと。

ただ,琵琶湖ぐらいの大きさになると,コリオリの力に影響された水流が発生するそうです。
さすが日本一の琵琶湖,スケールが大きいですね。
その琵琶湖のほとりには,KECの中でもスケールが大きい石山本校があります。
ときどき石山本校のブログで高槻の名前が出てくるので,の機会の取上げております。