学生時代に読んだゴルゴ13の単行本の中に、南半球でのコリオリの力が書かれているのが何巻の何というタイトルなのかわかりません。もう一度読みたいのでどなたか教えて下さい。

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A 回答 (1件)

はっきりとは覚えていませんが


長男の時代というコミックではありませんか?
長男の時代 2巻 川崎のぼる
南米の狙撃者と主人公が決闘をする場面で コリオリの力 と言う説明がありました
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この回答へのお礼

学生時代にはゴルゴ13の単行本をけっこう揃えていました。けっこう前に処分して今は一冊もありません。その中の一冊にコリオリの力が書かれていたと記憶しています。かなり昔の話なので記憶違いかもしれません。ご指摘の本を探して読んで見ます。すぐには無理だと思いますが読んだら感想を連絡します。ありがとうございました。

お礼日時:2008/09/01 21:56

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Qコリオリの力と大気大循環

コリオリの力と大気大循環

地球の自転のせいで風が西から東へ吹くのはわかるんですが、
中緯度あたりで東から西に風が吹くのはなぜですか?

海とか陸とかの話は除いて、
物理的な感じで教えていただけるとありがたいです

Aベストアンサー

>フェレル循環のところで、風が西から吹くのが分からないんです。

フェレル循環(↓)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%AC%E3%83%AB%E5%BE%AA%E7%92%B0
は一筋縄ではいかない代物のようで、私のような素人の手に負えるものではないのですが、いちおう、以下に自分なりの推測を書いてお答えとします。

フェレル循環においては、北緯30度付近で下降した空気は高圧帯を作り、その高い圧力に押し出されて、北へ向かおうとします。しかし、北半球で北向きに運動する物体には地球の自転に起因するコリオリの力(↓)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B3%E3%83%AA%E3%82%AA%E3%83%AA%E3%81%AE%E5%8A%9B
が東向きに加わるので、風は西風となります。高圧帯が押し出す圧力(勾配)とコリオリの力のほかに、地面・海面などからの摩擦力が抵抗力として働いて、それらがほぼ釣り合うという条件で風速が決まります。

問題は、フェレル循環の高層部です。上の最初のサイトの図によると、高層部では空気の速度は南向きの成分を持っています。この速度成分に対するコリオリの力は西向きになるので、風は東風になるはずです。しかし実際には、高層部でも西風が吹いているということです。おそらく質問者さんはこの点を疑問に思われているのではないでしょうか。

西風に働くコリオリの力の水平成分は南向きです。もしコリオリの力だけしか働かないとしたら、風は南向きに加速される一方です。実際には、コリオリの力の南向きの成分は何かの北向きの力によって釣り合わされて、それで風速がある程度の値で抑えられているはずです。高層部では地面・海面などからの摩擦力はあまり期待できないでしょう。

実は、そのような働きをする北向きの力が存在します。それは圧力勾配(圧力差)による力です。低緯度の地方ほど、太陽によく熱せられて高温になります。高温の空気ほど膨張しようとする力が大きく(圧力が高く)、高い所でも圧力の低下が比較的小さくなっています。その結果、高層部においても低緯度地方から高緯度地方に向かって、圧力勾配による力が生じるのです。そしてこの力がコリオリの力と釣り合います。

これを逆に捉えると、太陽による加熱によって高層部にも南北方向に圧力勾配が生じ、それによる力を釣り合わせるためにコリオリの力が働くということです。そして、コリオリの力がその役割を果たすためには西風でないといけないのです。↓を参照してください。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9C%B0%E8%A1%A1%E9%A2%A8

となると、結局、高層部の西風も低層部の西風も、いちばんの原因は圧力勾配にあるということになります。違いは、高層部では地面・海面などからの摩擦力が小さいので、コリオリの力が単独で圧力勾配による力と釣り合わなければならず、よって高層部の方が高速風になっているということでしょう。

最後に、では上で述べた南向きの循環運動によって生じるはずの東風はどうなったのかということですが、確かなことは私にはわからないのですが、効果が小さいのではないかと推測しています。つまり、確かに南向きの循環運動があれば、それに伴って西向きのコリオリの力が生じるのですが、その大きさは上で述べた圧力勾配による力を打ち消すために必要なコリオリの力に比べてじゅうぶん小さく、よって東風にはならないのではないか・・・と。この点については専門家にコメントしていただけると助かります。

間違いがあるかもしれませんが、悪しからず。

>フェレル循環のところで、風が西から吹くのが分からないんです。

フェレル循環(↓)
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%95%E3%82%A7%E3%83%AC%E3%83%AB%E5%BE%AA%E7%92%B0
は一筋縄ではいかない代物のようで、私のような素人の手に負えるものではないのですが、いちおう、以下に自分なりの推測を書いてお答えとします。

フェレル循環においては、北緯30度付近で下降した空気は高圧帯を作り、その高い圧力に押し出されて、北へ向かおうとします。しかし、北半球で北向きに運動する物体には地球の自転に起因す...続きを読む

Qコリオリの力って実際はどのくらいの力が働くんですか?求め方を教えてくだ

コリオリの力って実際はどのくらいの力が働くんですか?求め方を教えてください。例えばロンドンで普通車が時速60kmで走行した場合。

例えば約北緯50度のロンドンで普通車が60km/hで北に向かって走行した場合、車にはどのくらいのコリオリの力が働くんですか?

求め方を教えてください。

Aベストアンサー

 力の大きさはわかりませんが、地球の自転に伴う地表面の回転の大きさはこういうことでしょう。
 地球の自転は24時間で360度回っていますから1時間では15度回ります。
 地球と言う球面上の地表面の自転による回転量はその地点の緯度のサインに比例しますから、北緯50度では1時間につき約12度です。
 時速60kmの自動車は1時間で60km進みますが、その間に地表面は反時計回りに12度回ります。
 これが自動車ではなく、地面には束縛されることなく進む風ならば、1時間後には進行方向に対して右向きに約12kmそれたところに到達するのですが、地面をタイヤでけって進む自動車ではまったく影響を受けず、そのまま真北に到着します。
 コリオリの力を求める公式はこれだそうですので、ご自分で計算なさってください。
 質量mの質点が一定の角速度ωで回転する座標系に対し速度vで運動しているときのコリオリの力は2mvωで与えられる。
 

Q人工衛星、UFOもコリオリの力を感じている?

地表から発射されて大砲の弾やミサイルはコリオリの力(見かけの力?)により軌道がそれますが、人工衛星やUFOも回転座標系で考えるとコリオリの力を感じるのでしょうか。コリオリの力=角運動量×速度ですので、遠心力と異なり、高度により大きさが変化しません。
人工衛星は地上に落ちないからコリオリの力を考える必要がない?。UFOも地上に着陸しようと北から南へ飛行するとコリオリの力を感じる?

Aベストアンサー

コリオリの力は自転している地面を基準にした時に見える力です。UFOだろうが人工衛星だろうが地面を基準に見ればコリオリの力が働いているように見えますが、普通は人工衛星の軌道などを考える時は地球そのものを基準点と考えるでしょうから、普通は考える必要はありません。

Q回転運動における慣性力(コリオリ力と遠心力)

回転運動における場合に慣性力を考えなければならない場合と考えなくても良い場合の違いについてよくわかりません。

教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

単純に答えてしまって、いいかどうか自信がありませんが、私が問題を解く場合について言えば、私が力学の問題に接したとき、次の点に留意します。

☆どの座標系を使うか。
 どの座標系を使えば、問題が簡単に表現できるか。
 1)慣性系を使う。
 2)回転座標系を使う。

慣性力(遠心力やコリオリの力)は、2)の回転座標系を使った場合に、考えなければなりません。

という、回答でよいのでしょうか。

Qコリオリの力

高校地学の授業でコリオリの力を扱うのですが、
教師の私がよく理解できていません。
コリオリの力は見かけの力といいますが、
止まっているとき雨はまっすぐ降ってきますが、
車で移動しているときは、斜めに降っているように
見えます。
これもコリオリの力なのでしょうか。
トンチンカンですみませんがよろしくお願い致します。

Aベストアンサー

 
 
>> ダンボール円盤を回転させながら、中心から外側に向けて浮かせた定規で線を引くと描けた線はカーブしている。
条件として教科書では等速で円盤を回転させることとなっています。<<


 ペン先は、まさに「一定の半径の場所に留まってません」ね、中心からヘリに向かって動かすんですから「半径を変えるような運動」そのものです。

 ペン先を動かす速度ベクトルVと 回転軸ベクトル(向きは右ネジ方向)の 外積と反対方向に(マイナス符合が付いてるから)、線は曲がったと思います。


 円盤上の住人が見た光景は「ペン先が まるで何かの力に押し続けられてるように 方向がどんどん変わりました!」それを称してコリオリ力です。
外部の人は「何を言ってるのでしょう、ペン先はまっすぐ動いてましたよ」と食い違うわけです。

 前者が地球に住む人類で、後者が慣性系に住む神の視座です。人類は常に加速運動しています。しかし人類は神と同じ気分なんですね、(列車発進の錯覚=思い込み がまさにそれでしょう) それが地学や気象学の立場。

 常に加速してるから、慣性質量には常に F = ma の力、慣性力 が働いています。 これ遠心力です。 じっと動かなければ(*) これだけです。 しかし 何かが時間的に変化すると その時間微分項が出てきます。 慣性質量の位置の時間変化によるのがコリオリ力です。 同じように もし回転ωが変化するとその微分項が出ます。それを防ぐのが「条件として教科書では等速で円盤を回転させることとなっています。」だと思われます。


 (*)じっと動かなければ…これ自体がもう思い込みですね、地球と共に回転運動してます。
 
 

 
 
>> ダンボール円盤を回転させながら、中心から外側に向けて浮かせた定規で線を引くと描けた線はカーブしている。
条件として教科書では等速で円盤を回転させることとなっています。<<


 ペン先は、まさに「一定の半径の場所に留まってません」ね、中心からヘリに向かって動かすんですから「半径を変えるような運動」そのものです。

 ペン先を動かす速度ベクトルVと 回転軸ベクトル(向きは右ネジ方向)の 外積と反対方向に(マイナス符合が付いてるから)、線は曲がったと思います。


 円...続きを読む

Qコリオリ力や遠心力、回転系に働く力について

物理学の専門書等を見ると、
原点Oを中心にしてXY座標系を一定角速度ωで回転させX'Y'座標系に変換するとき、X'Y'座標系から見た運動方程式は
Ma=F1+F2+F3
(F2はコリオリ力、F3は遠心力)
と表されることは頻繁に掲載されているのですが、一定角速度ではなく、時間微分が一定でない角速度で回転させたときのX'Y'座標系から見た運動方程式はどうなるのでしょうか?教えてください。
また、どの参考書、専門書を参考にしたか教えていただけるとありがたいです。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

古い本ですが「野上茂吉郎著、力学演習、裳華房」。
回転座標系の微分をδ/δtとすると回転座標系の運動方程式は
m((δ/δt)^2)r=F-2m(ω×δr/δt)-mω×(ω×r)-m(δω/δt×r)
δω/δt=dω/dt
となるようです。でも通常の力学の本に載っていると思われます。

Qコリオリの力について

はずみ車が観覧車の様に回転する場合、緯度にもよるかもしれませんが、はずみ車にコリオリの力は働くでしょうか?また働くとすれば、はずみ車の回転方向、回転速度、はずみ車の径とどのような関係があるでしょうか?
またはずみ車が地球ゴマやジャイロの様な場合にもコリオリ力は働きますか?
いや、少しでも自然界からエネルギーを抽出できないかなと思って。

Aベストアンサー

No.3へ出された補足質問:

>トルクを地球ゴマのような複数軸を持った装置により回転エネルギー等を抽出
>することはできないのでしょうか?

につき、案外悩ましい問題で、自信のあるお答えはできませんが、コメントいたします。

まず言えるのは、(今回の問題で)トルクが生じるということは、その方向に実際に回っていいという意味ではないことです。少なくとも、1日1回という地球の回転速度に近い軸の回転速度を考えてしまうと、これまで言ったトルクは意味がなくなることはお分かり頂けるでしょう。歳差運動に制約を加えるとジャイロ効果が失われてしまうコマの問題にも通じています。いくら力が生じても、その方向に動かせないのであれば、仕事をさせることはできません。連続的な回転機構として、コリオリ力をエネルギーに変える仕組みはつくれないと推察します。
ただ、設置した初期状態からの一過的なものでよければ、はずみ車を含む系に仕事をさせることはできるかも知れません。(もしできたとすれば、それは、地球の自転エネルギーの一部を取り出したことになると思います)

もう一つ大事なことがあります。今まで定量的なことに触れませんでしたが、1kgの物体が1m/sで走ったときのコリオリ力の大きさは、わずか0.0001Nのオーダーです。はずみ車をより大きくし、速く回せばトルクは大きくなりますが、はずみ車を回し始めるのに要するエネルギーもそれだけ大きくなります。摩擦ロスも相当あるでしょう。そんな構造物をつくるくらいなら、風力発電装置をつくる方がはるかに合理的だと思います。


> 地軸からの距離、地上からの高さによってその作用の強さは異なりますか?

No.2で示した式に現われておりますように(ただし、ωは地球の自転角速度と読み直して下さい)、ωおよび、物体の速さVと質量mで決まります。

No.3へ出された補足質問:

>トルクを地球ゴマのような複数軸を持った装置により回転エネルギー等を抽出
>することはできないのでしょうか?

につき、案外悩ましい問題で、自信のあるお答えはできませんが、コメントいたします。

まず言えるのは、(今回の問題で)トルクが生じるということは、その方向に実際に回っていいという意味ではないことです。少なくとも、1日1回という地球の回転速度に近い軸の回転速度を考えてしまうと、これまで言ったトルクは意味がなくなることはお分かり頂けるでしょう。...続きを読む

Qコリオリの力について

長距離ミサイルを標的に当てるには、コリオリの力を考慮しなければならないそうです。ということは、地球は回転しているのに、ミサイルは地球と同じ回転をしていない(発射体から独立している)ということでしょうか。

例えば、飛んでいる飛行機から救援物資を落とす時、飛行機の速度を計算して、真上より前に落としますよね。発射体の動きを考慮しているように思うのですが、何故でしょうか。

また、コリオリの力によりフーコーの振子を時計として利用することが出来ますが、紐の付け根から、地球の自転の影響を受けないのでしょうか。付け根で地球と繋がっているのに、何故振子は独立しているのでしょうか。

お願い致します。

Aベストアンサー

水流も気流も、コリオリの力を受けています。台風の回る向きや海流の向き、偏西風の波動なんかもコリオリの力のたまものです。
地球上にある動いているもの全てがコリオリの力を受けていると考えて差し支えありません。ただし、コリオリの力はそもそも小さすぎて、地球規模でものが動いていないかぎり、ほぼ無視できます。

「独立」という話ですが、物理学では、何が何の力をどう受けるか、それが全てです。(やや乱暴ですが)
独立でないなら、「どういう影響を及ぼし合っているから独立でないのか」を考えないといけません。

飛んでいる飛行機から救援物質を落とすときは、救援物質に飛行機から初速が与えられるだけで、それ以後は飛行機からの関与はありませんね。
しかしコリオリの力は、動いていればその速度に比例して大きくなります。つまり、動いている限り常に力がかかっていることになります。ミサイルはそういう影響を地球から受けているんです。

フーコーの振り子に関してですが、現実的には時計としては利用できません。
緯度をpとして、回転角はsin(p)に比例していますから、北極や南極にあればまだしも、東京なんかだと補正が必要ですし、赤道ならそもそも回転しません。

また、フーコーの振り子の設定を思い出してください。
・十分に長~い(十メートルくらいの)ひもを使ってぶら下げ、
・重いおもりをつけた
ものですよね。(たしかこれ、年がら年中回ってるんでしたっけ。ちょっと見てみたいです)
これは風や摩擦による影響を受けにくくする意味がいちばん大きいですが、「おもりじたいの『慣性』により、地球からの影響を最小限に抑える」効果もあります。
ひもでぶら下げることで地球の動きの影響を減らし、おもりの質量でその影響をさらに小さくした、ということですね。
実際にその効果があることは、地震計がうまく機能していることを考えれば納得するのではないかと思います。
http://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/sec9.1.htm(参考URLにも記載)
(地震計は、地面が揺れてもおもりはほとんど動かないという現象を利用しています)


感覚的なだけじゃ理解しにくい領域にさしかかっています。より深い理解のためには、物理学をきちんと学んでください。

参考URL:http://www.hinet.bosai.go.jp/about_earthquake/sec9.1.htm

水流も気流も、コリオリの力を受けています。台風の回る向きや海流の向き、偏西風の波動なんかもコリオリの力のたまものです。
地球上にある動いているもの全てがコリオリの力を受けていると考えて差し支えありません。ただし、コリオリの力はそもそも小さすぎて、地球規模でものが動いていないかぎり、ほぼ無視できます。

「独立」という話ですが、物理学では、何が何の力をどう受けるか、それが全てです。(やや乱暴ですが)
独立でないなら、「どういう影響を及ぼし合っているから独立でないのか」を考え...続きを読む

Qコリオリの力

反時計回りの円板上の人が円板の外に向かってボールを投げたとします。この時、円板上の人、すなわち非慣性系ではコリオリの力の向きは反時計回りである場合物体の進行方向右向きとなる。
と聞いたのですが、

円板は反時計回りに回転しているのだから、コリオリの力の向きは時計回りの方向にかかると思ったのですが、なぜ間違っているかわかりません。

電車内の慣性力については理解できたのですが、コリオリの力がなぜあのような字を描くのかが理解できません。

教えてください。

Aベストアンサー

簡単のため、反時計回りする円板の円周に対して垂直外向きにボールを投げ出したとします(;・・)へ ≡O
すると、地面で静止している人からは、ボールを投げた時の自分の速度と、自分が投げたボールの速度のベクトル和の方向にボールは飛んでいきます。
・・・空気抵抗や重力を無視すると、等速直線運動しますね(^^)
で、ボールを投げた自分なんですが、円板が反時計回りしているために、ボールの軌道が右向きに曲げられる様に見えます(◎◎!)
これは、図を描けばすぐに分かりますよ(^^)
静止した地面の上に反時計回りする円板と自分の顔の向きを描きます・・・そして、投げ出されたボールの軌道として、地面から見たものを描きます
ボールは等速直線運動するので、軌跡は直線ですね・・・それを円板上の自分が見たとき、ボールを見つめる顔の向きを色々な場所で調べてみて下さい。
すると、円板が回転するにつれて、顔の向きはどんどん右を向いてくることが分かります(^^)

まあ、コリオリの力と言っても、別に難しい物では無く、あくまで、回転している自分にとって、物体の運動が、どんな風に見えるの・・・って事から出てきているだけです(^^;)

不明な点がありましたら、また質問してみて下さいね(^^)

参考になれば幸いです(^^v)

簡単のため、反時計回りする円板の円周に対して垂直外向きにボールを投げ出したとします(;・・)へ ≡O
すると、地面で静止している人からは、ボールを投げた時の自分の速度と、自分が投げたボールの速度のベクトル和の方向にボールは飛んでいきます。
・・・空気抵抗や重力を無視すると、等速直線運動しますね(^^)
で、ボールを投げた自分なんですが、円板が反時計回りしているために、ボールの軌道が右向きに曲げられる様に見えます(◎◎!)
これは、図を描けばすぐに分かりますよ(^^)
静止した地面の上に反時計回...続きを読む

Qコリオリ力に関して。

図のように、一定の角速度ωでO点を周りを回転する円板の上で、A点からOAとαの角をなす方向へ速度Vで単位質量の物体を滑らし、微小時間tに物体はE点に位置し、A点にいる観測者はA’点に移動する。A’にいる人は物体がS点にあることを期待するが実際は点にある。ここで、∠SA’Eと距離SEを式で表せ。物体と円盤の距離は考慮しない。

という問題なのですが、三角形A’OAが二等辺三角形であることと∠A’OA=ωtより、

∠EA’A=(90°-ωt/2)+α+∠SA’E

また、

180°-(∠OAA’-α)=180°-(90°-ωt/2 -α)=∠EA’A

より、∠SA’E=ωt 

よって、三角形EA’Sが二等辺三角形あることとEA’がvtより、

SE=2vtsinωt/2

と求めたのですが、使っている条件などで間違っているものはありますでしょうか?

また、SEを生じさせた見かけの力がコリオリ力であるが、単位質量にかかるコリオリ力の大きさFを式で表せ、というのが次の問題なのですが、先の問題で求めたSEを使って求めるということなのでしょうか?
その場合、どのようにやればよろしいのでしょうか?

回答よろしくお願いします。

図のように、一定の角速度ωでO点を周りを回転する円板の上で、A点からOAとαの角をなす方向へ速度Vで単位質量の物体を滑らし、微小時間tに物体はE点に位置し、A点にいる観測者はA’点に移動する。A’にいる人は物体がS点にあることを期待するが実際は点にある。ここで、∠SA’Eと距離SEを式で表せ。物体と円盤の距離は考慮しない。

という問題なのですが、三角形A’OAが二等辺三角形であることと∠A’OA=ωtより、

∠EA’A=(90°-ωt/2)+α+∠SA’E

また、

180°-(∠OAA’-α)=180°-(90°-ω...続きを読む

Aベストアンサー

>コリオリ力の大きさは図の円盤上の平面に関して、vが等しい場合、αやrに依存しないということで合っていますでしょうか?

依存しません。
詳細は省きますが,この例のような平面運動の場合,コリオリ力の大きさはいつでも2mωvです。方向は速度ベクトルに垂直右向き(質問中の図のような配置である場合)。

>SEを使って、コリオリ力を導くというわけではないのですね。

念のため,出題者に意図を確認してください。遠心力の効果は無視できることをあらかじめ折り込んでいるのかもしれません。


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