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コリオリ力に関する問題
hitokotonusiの回答
- hitokotonusi
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これ問題は正しいですか？ この問題が摩擦などの外力を考慮しているかどうか不明ですが、 まず、わかりやすくするために摩擦は働かない、かつ、α＝０とします。 するとAからOに向かって滑った物体は線分OA上をOに向かって移動します。 この間に観測者はAからA'に移動しているので、観測者はOA'の方向がOに向かってまっすぐな方向と認識しますが、 実際の物体は線分OA上にあるわけですから、A'の人からみるとOに向かって見て左に曲がっていったように見えます。この、物体の運動を曲げてみせる見かけの力がコリオリ力です。 この例からわかるように、円板が回転していると、円板と一緒に動いている人からはコリオリの力によって円板の回転とは逆方向に曲げられているようにみえるはずです。 つぎに、上と同様に摩擦などの外力を考えないことにしてOAからαの角の方向に物体を滑らせたとすると、 摩擦がないのでそのまま直進してS'の位置に到達します。 その間にA'に移動した観測者はOA'の方向から角αで滑らせたと思っているので、 添付図のSに到達する事を期待します。 しかし現実の物体はS'にあるわけですから、A'の人からみるとなにか力が働いてSに到達するはずの物体がS’に到達したようにみえるはずです。このための力の一部がコリオリ力になります。 この場合でもやはり、A'の人から見て物体は円板の回転方向とは逆方向にズレています。 以上を踏まえて問題に戻ると、SからEヘというのは円板の回転方向と同じ側にズレていますから、これはコリオリ力ではありません。 また、摩擦等が働かなければS'に到達するはずの物体がE点に到達しているわけですから、 摩擦か何かなんらかの外力が働いているはずで、この外力下の運動では観測者が期待する物体の位置はSではなく、さらに先の点E'で、E'からEへ物体を動かすようにみえる力の一部がコリオリ力です。 もう一度問題を見直してください。もし問題がこのとおりなら、出題者に問い合わせてください。
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