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コリオリ加速度がもたらすもの：回転筒内の玉
yurihの回答
- yurih
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とりあえずですが、 （１）（２）（３）式について。（２）を遠心力としていますが、正確には（２）の第二項が遠心力であり、（２）の第一項と（３）を合わせたものがコリオリ力です。 それを踏まえたうえで、、、 ＞もし、(2)も(3)もなく(1)しかなかったとすると（(2)がない、というのは筒が回転していないということです）、玉は図の黄色の位置Bにいることになるかと思います。 ＞もし、(1)も(3)もなく(2)しかなかったとすると、玉は図のオレンジの位置Cにることになるかと思います。 この2文は正しいです。なぜなら、一つ目の場合角速度は0で静止系と同じだと考えてよく、二つ目の場合等速円運動を考えれば働く力は遠心力のみになるからです。 さて、コリオリの力ですが、なかなか直観的な説明を思いつきません。 それでも何かの役に立つかもしれないので、一応このまま説明を続けます。 結論から言うと、遠心力が動径方向の運動の変化に対する慣性を表すように、コリオリ力は回転状態の変化に対する慣性を表しています。 つまり、rを不変に保つために必要な力は遠心力に等しくなり、また、回転状態（角運動量）を不変に保つために必要な力が コリオリ力と等しくなる、ということです。 このことは、jecclさんが書いていらっしゃる、 ＞「(2)の寄与だけでは、大きな弧BEを描けない」 ＞でも図を描いてみて、「あぁ、直線運動によって、回転中心から離れているのだから、その分描く弧が大きくなるのか」と思うに至りました。「小さな弧と大きな弧の差分だけ、余計な距離を進めさせる力が筒から玉に掛かっていて、それが（３）の加速度をもたらしているのか」 という文章の内容も含んでいます（ｊecclさんの解釈は、「小さな弧と大きな弧の差分だけ」など細かいところで不正確ですが、直観としてはよいということです。）。 ところで、コリオリ力が回転状態の変化に対する慣性を表すということですが、 コリオリの力は、回転に関する運動方程式を考えることで、er×aと書けることがわかります（erは動径方向の単位ベクトルでaは加速度ベクトル。×は外積です）。 これを見れば、コリオリの力は角運動量の変化に関係していることは明らかでしょう。 もう少しスマートな解釈があるかも知れないので、参考書等あたってみてください。
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