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コリオリ力【こりおりりょく】

1835年にフランスの科学者ガスパール=ギュスターヴ・コリオリが導い た回転座標上で移動した際に、移動方向と垂直な方向に移動速度に比例した大きさで受ける慣性力の一種である。コリオリの力、転向力ともいう。回転座標系における慣性力には、コリオリ力の他に、回転の中心から外に向かって働く遠心力がある。

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コリオリ力の原理

慣性の法則より、物体に力が働かない場合、静止している物体は静止し続け、運動する物体は等速直線運動を行うはずである。しかし、物体の運動を記述する座標系が慣性系 (運動の第 1法則が成り立つ座標系 )でない場合に、「見かけの力」を利用して、運動法則を成り立たせる。コリオリ力もこの一種で、例えば、質量Mの質点が一定の角速度ωで原点のまわりに半径rの円運動をしているとき、加速度は円の中心方向に向かい、その大きさは2ωrとなる。いま、この回転座標系上でも運動法則が成り立っているとすれば、質点は静止しているのだから、中心へ向かう力と逆向き の 大 き さ の 同 じ 力 が 作 用 し 、 中 心 へ 向 か う 力 を 打 ち 消 し て い る と考える必要がある。これがコリオリの力である。

日常生活で見られるコリオリ力

地球が東向きに自転していることから、低緯度の地点から高緯度の地点に向かって運動している物体には東向き、逆に高緯度の地点から低緯度の地点に向かって運動している物体には西向きの力が働く。北半球では右向き、南半球では左向きの力が働くとも言える。例えば、洗面所や風呂場などで、排水口へ水が流れていく際に、北半球では右回り、南半球では左回りの渦ができることはよく知られている。これは、北半球では、流れに対して右方向にコリオリ力が働き、流れは常に右方向に曲げられて渦を巻くからである。南半球ではその逆である。また、台風が北半球で反時計回りの渦を巻くのは、風が低気圧中心に向かって進む際にコリオリの力を受け、中心から右にずれた地点に到達するためである。さらに、北半球で真北に撃った砲弾が、標的よりも わずかに東(右)にずれてしまう。大砲やロケットなど長距離での狙撃などの軌道計算は、コリオリ力による補正が必要である。

問題

コリオリ力とはなにか、簡単に説明しなさい。

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