新月の反対側で満潮はなぜ起こるのか

質問

潮の満ち引きの仕組みを教えてください。
ざっくりと、太陽と月の引力で起こることはわかります。

「(太陽)　　　　　　(月)　　◆(地球)★」
と一直線になるときに、太陽・月側に引っ張られるので、そちら側の面(◆)で満潮になるというのは素直に納得できます。またこの図上の上下方向(経度プラマイ90度方向)が干潮になるのも、満潮の面に引っ張られている分、海水がそっちに行ったのかと一応納得できます。

しかし、引っ張られている真逆の面(★)も満潮になる理由がイマイチ納得できません。
この点について教えてください。よろしくお願いします。

回答No.2

kagakusuki · ベストアンサー

月の重力によって地球自体が引っ張られる事により、地球は月がある方向に向かって加速運動をしています。
　月は地球の周りを回っているので、月が最初の位置から移動して、地球に対して反対側へと移動した際には、地球が月に引っ張られる方向は最初の時とは逆向きになるため、地球の位置がどんどんずれて行ってしまう様な事はありませんが、月が地球の重力によって振り回されているのと同様に、地球もまた月の重力によって振り回されているのです。
　地球は月の81.3倍も重いため、地球が月の重力によって公転する軌道の半径は、月の公転軌道の半径の81.3分の1に過ぎず、月の平均公転半径は384,400kmなのですから、地球が月の重力によって公転する軌道の半径は4728kmに過ぎず、軌道の中心は地面よりも下の位置になりますが、それでも月が地球の重力によって振り回されて加速運動をしている事には変わりはありません。
　重力に引かれて自由落下する物体は、慣性によってその場に留まろうとする力の強さと、重力の強さが釣り合って無重量状態となります。
　地球の重心も月に向かって自由落下しているのですから、地球の重心位置では月の重力に対しては無重量状態となります。
　地球が月へ向かって加速度運動をすると、地球表面近くにある海水は慣性のためその場に留まろうとしますから、地球から見ると海水には地球が加速して行く方向とは逆向きの力が加わっている様に見える事になります。
　海水などの地球上にある物体は、強力な地球の重力によって地表に留められていますから、地球とともに加速度運動をする事になります。
　月が地平線ギリギリの位置に見えている様な場所では月までの距離が、「地球の重心(地球の中心とほぼ同じ位置にある)と月との間の距離」とほぼ同じ距離になりますので、その様な場所にある海水の場合には、その海水に加わる月の重力の強さは、地球全体に加わる月の重力の平均値と同じ強さになりますから、その場所の海水が地球と同じ加速度で同じ方向に加速度運動をした場合、慣性によって海水がその場に留まろうとする力の強さと、月の重力の強さが釣り合って無重量状態となります。
　一方、月が真上に見えている様な場所では月までの距離が、「地球の重心(地球の中心とほぼ同じ位置にある)と月との間の距離」よりも近くなりますので、その様な場所にある海水に加わる月の重力の強さは、地球全体に加わる月の重力の平均値よりも強くなりますので、その場所の海水が地球と同じ加速度で同じ方向に加速度運動をした場合、慣性によって海水がその場に留まろうとする力の強さよりも、月の重力の強さの方が上回る事になり、地球から見た場合、海水が月のある方向に向かって引っ張られている様に見える事になります。
　そのまた一方で、月が真上に見えている場所に対して地球の反対側にあたる場所では月までの距離が、「地球の重心(地球の中心とほぼ同じ位置にある)と月との間の距離」よりも遠くなりますので、その様な場所にある海水に加わる月の重力の強さは、地球全体に加わる月の重力の平均値よりも弱くなりますので、その場所の海水が地球と同じ加速度で同じ方向に加速度運動をした場合、慣性によって海水がその場に留まろうとする力の強さの方が、月の重力の強さよりも強くなり、地球から見た場合、海水が月のある方向とは反対の方向に向かって引っ張られている様に見える事になります。
　月と反対側の場所にある海水に加わる月の重力の強さで生じる加速度は、地球が月のある方向へと加速する加速度よりも小さいため、海水のが地球に置いてきぼりにされかけてしまう事により、月とは反対側ある地表の海水は月とは反対の方向に集まる訳です。

　解り難ければ、あまり正確な考え方ではありませんが、取り敢えずの話として、月に対して反対側になる地表では、地球が月の重力によって振り回される事によって生じる遠心力の強さが、月の重力の強さよりも強くなるため、海水が月がある方向とは反対の方向に引っ張られると考えておいて下さい。

お礼

>海水のが地球に置いてきぼりに
>遠心力の強さが、月の重力の強さよりも強くなる

なるほど。そういうことですか。おおむね理解できました。
ありがとうございました

回答No.1

notnot

地球の重心と、反対側の海の重心をくらべると、地球の重心の方が太陽・月に近いので、反対側の海より、地球自体の方が、太陽・月側に引かれます。つまり、反対側の海は取り残されたようになって膨らみます。

輪ゴムの一点を左に引っ張ると、左右に膨らんだ楕円になるのと似ています。

お礼

> 反対側の海は取り残されたようになって膨らみます

なるほど。なんとなくわかりました。
ありがとうございました